本申請(qǐng)要求代表第一發(fā)明人Christopher R. Hauf于2014年9月2日提交的題為“Fast Measurement Of Droplet Parameters In Industrial Printing System”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.62/044,958的優(yōu)先權(quán)。本申請(qǐng)還要求代表第一發(fā)明人Nahid Harjee于2014年7月24日提交的題為“Techniques for Print Ink Droplet Measurement and Control to Deposit Fluids within Precise Tolerances”的美國(guó)專利申請(qǐng)No.14/340403的優(yōu)先權(quán)且是其部分繼續(xù)。美國(guó)專利申請(qǐng)No.14/340403又要求代表第一發(fā)明人Nahid Harjee于2014年3月10日提交的題為“Techniques For Print Ink Droplet Volume Measurement And Control Over Deposited Fluids Within Precise Tolerances”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/950,820的優(yōu)先權(quán)。美國(guó)專利申請(qǐng)No.14/340403又要求代表第一發(fā)明人Nahid Harjee于2014年4月23日提交的題為“Techniques for Print Ink Droplet Measurement and Control to Deposit Fluids within Precise Tolerances”的PCT專利申請(qǐng)No.PCT/US2014/035193和代表第一發(fā)明人Nahid Harjee于2014年1月23日提交的題為“Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances”的美國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)No.14/162525中的每個(gè)的優(yōu)先權(quán)且本身是其部分繼續(xù)。美國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)No.14/162525又要求代表第一發(fā)明人Nahid Harjee于2013年12月26日提交的題為“Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances”的臺(tái)灣專利申請(qǐng)No.102148330和代表第一發(fā)明人Nahid Harjee于2013年12月24日提交的題為“Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances”的PCT專利申請(qǐng)No.PCT/US2013/077720的優(yōu)先權(quán)。PCT專利申請(qǐng)No.PCT/US2013/077720要求以下每一項(xiàng)的優(yōu)先權(quán):代表第一發(fā)明人Conor Francis Madigan于2012年12月27日提交的題為“Smart Mixing”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/746,545;代表第一發(fā)明人Nahid Harjee于2013年5月13日提交的題為“Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/822855;代表第一發(fā)明人Nahid Harjee于2013年7月2日提交的題為“Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/842351;代表第一發(fā)明人Nahid Harjee于2013年7月23日提交的題為“Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/857298;代表第一發(fā)明人Nahid Harjee于2013年11月1日提交的題為“Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/898769;以及代表第一發(fā)明人Nahid Harjee于2013年12月24日提交的題為“Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/920,715。PCT專利申請(qǐng)No.PCT/US2014/035193還要求代表第一發(fā)明人Alexander Sou-Kang Ko于2013年4月26日提交的題為“OLED Printing Systems and Methods Using Laser Light Scattering for Measuring Ink Drop Size, Velocity and Trajectory”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/816696以及代表第一發(fā)明人Alexander Sou-Kang Ko于2013年8月14日提交的題為“OLED Printing Systems and Methods Using Laser Light Scattering for Measuring Ink Drop Size, Velocity and Trajectory”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/866031的權(quán)益。要求前述申請(qǐng)中的每一個(gè)的優(yōu)先權(quán)且前述專利申請(qǐng)中的每一個(gè)通過參考引入本文。
背景技術(shù):
工業(yè)制造過程日益增加地求助于打印系統(tǒng),以制造產(chǎn)品層。這些打印系統(tǒng)沉積流體,流體隨后固化或硬化以形成特定產(chǎn)品的永久性層。這些制造過程對(duì)于具有準(zhǔn)電子結(jié)構(gòu)陣列的微電子產(chǎn)品或多個(gè)產(chǎn)品的制造特別有用。例如,這種打印過程日益增加地用于制造用于寬范圍各種應(yīng)用的薄膜電子顯示器和太陽能面板。所述打印系統(tǒng)通常特征在于,除了使用的流體類型(“墨”)之外,在一個(gè)或更多個(gè)打印頭上使用數(shù)千個(gè)打印噴嘴,設(shè)計(jì)有用幾乎微米的分辨率設(shè)置獨(dú)立的基本一致尺寸的液滴的能力。對(duì)沉積液滴體積和位置兩者的該精確控制有助于利于終端產(chǎn)品的高質(zhì)量以及高分辨率、小占地面積產(chǎn)品和降低的制造成本。例如,在一個(gè)應(yīng)用中,即,有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器的制造,精確沉積墨的能力有助于以較低成本生產(chǎn)更小、更薄、更堅(jiān)固的顯示器。要注意的是,雖然術(shù)語“墨”用于指代沉積流體,但是沉積流體通常是無色的,且沉積為“構(gòu)建”裝置的永久性層厚度的結(jié)構(gòu),即,流體將是在常規(guī)圖形打印應(yīng)用中使用的墨,在這方面來說流體本身的顏色通常不重要。
在這些應(yīng)用中,不奇怪的是,質(zhì)量控制取決于沉積墨液滴的一致性,關(guān)于尺寸(液滴體積)和精確位置,或者至少理解為,這種特征的變化對(duì)于能夠生產(chǎn)一致地滿足層對(duì)準(zhǔn)精度和/或?qū)右恢滦缘钠谕|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的永久性層來說是重要的。要注意的是,在工業(yè)打印系統(tǒng)中,任何給定噴嘴的液滴一致性也可能隨著時(shí)間改變,不管是由于統(tǒng)計(jì)變化、噴嘴老化的變化、堵塞、墨粘度或成分變化、溫度或其它因素。
需要一種適合于與工業(yè)打印過程一起使用的液滴測(cè)量系統(tǒng),理想地,用于在現(xiàn)場(chǎng)與由工業(yè)制造設(shè)備使用的打印系統(tǒng)一起使用。理想地,這種液滴測(cè)量系統(tǒng)將提供一個(gè)或更多個(gè)液滴參數(shù)的幾乎快速測(cè)量,容易維護(hù),且提供可以用于調(diào)節(jié)打印的輸入,從而允許用于工業(yè)產(chǎn)品制造過程的精確質(zhì)量控制。本發(fā)明解決這些需要且提供其它相關(guān)優(yōu)勢(shì)。
附圖說明
圖1是圖示用于測(cè)量液滴參數(shù)的技術(shù)的流程圖。
圖2是液滴測(cè)量系統(tǒng)的放大透視圖。
圖3是液滴測(cè)量系統(tǒng)的橫截面圖。
圖4A是液滴測(cè)量系統(tǒng)的另一透視圖。
圖4B是從圖4A中的箭頭B-B的有利點(diǎn)截取的來自于圖4A的液滴測(cè)量系統(tǒng)的透視圖。
圖5A是與在一個(gè)實(shí)施例中使用的圖像處理技術(shù)有關(guān)的流程圖。
圖5B是表示在轉(zhuǎn)化為灰度圖之后,沉積在介質(zhì)上的液滴的樣本捕獲圖像。
圖5C是在濾波(例如,梯度處理)之后,圖5B的捕獲圖像。
圖6A是示出了與產(chǎn)品制造有關(guān)的制造層級(jí)的示意圖;本文所公開的技術(shù)可以沒有限制地在任何所示層級(jí)中實(shí)施。
圖6B以平面圖示出了制造設(shè)備。
圖7A是關(guān)于液滴測(cè)量系統(tǒng)的使用的示意圖。
圖7B是與液滴測(cè)量有關(guān)的流程圖。
圖7C是與液滴驗(yàn)證有關(guān)的流程圖。
圖8A是工業(yè)打印機(jī)在打印腔室內(nèi)的元件的橫截面圖。
圖8B是沿圖8A中的線B-B截取的圖7A的工業(yè)打印機(jī)的橫截面圖。
圖9是示出了測(cè)量液滴位置相對(duì)于相應(yīng)預(yù)期位置的比較的簡(jiǎn)圖。
圖10是與液滴體積計(jì)算有關(guān)的流程圖。
通過參考應(yīng)結(jié)合附圖來閱讀的以下詳細(xì)描述可更好地理解由列舉的權(quán)利要求限定的主題。在下面闡述以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠構(gòu)建并使用權(quán)利要求所闡述的技術(shù)的各種實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施例的該描述并不意圖限制列舉的權(quán)利要求,而是舉例說明其應(yīng)用。在不限制前述內(nèi)容的情況下,本公開提供了液滴測(cè)量系統(tǒng)的多個(gè)不同示例,其任選地測(cè)量或成像介質(zhì)上的沉積液滴,且使用圖像處理來識(shí)別工業(yè)制造中使用的打印頭的各個(gè)噴嘴的參數(shù)值。各種技術(shù)可以被實(shí)施作為液滴測(cè)量系統(tǒng),作為打印機(jī)或制造設(shè)備,或者作為用于執(zhí)行所述技術(shù)的軟件;以運(yùn)行所述軟件的計(jì)算機(jī)、打印機(jī)或其它裝置的形式;或者作為這些技術(shù)的結(jié)果而制造的電子或其它裝置(例如平板裝置或其它消費(fèi)者終端產(chǎn)品)的形式。雖然闡述了具體示例,但本文所描述的原理也可以同樣應(yīng)用于其它方法、裝置和系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
在一個(gè)實(shí)施例中,液滴測(cè)量系統(tǒng)從一個(gè)或更多個(gè)打印頭的各個(gè)噴嘴接收墨液滴,且然后使用光學(xué)分析來測(cè)量與各個(gè)液滴和/或產(chǎn)生那些液滴的各個(gè)打印頭噴嘴有關(guān)的參數(shù)值。更具體地,如下文所討論的,一些實(shí)施例使用在打印機(jī)維護(hù)塢(bay)中的沉積帶,來與各個(gè)噴嘴并行地進(jìn)行墨的測(cè)試打印。帶可以有利地為能夠接收墨液滴的任何介質(zhì),但是在下文所討論的顯著實(shí)施例中,其包括被特定處理以固定濕墨液滴的透明膜,非常類似于照相紙。此外,在一個(gè)實(shí)施例中,該系統(tǒng)應(yīng)用于工業(yè)制造設(shè)備,其中,要沉積的液滴本身是透明的或半透明的(例如,表示將要沉積和固化以形成面板裝置(如顯示器或太陽能面板)或這種裝置的發(fā)光元件的封裝層的材料)。該透明性允許用于一組多個(gè)噴嘴的一個(gè)或更多個(gè)液滴群組的圖像捕獲;在任選實(shí)施例中,液滴沉積可以從膜和成像噴嘴位置(在膜后面)兩者區(qū)分開,以提供液滴位置偏移(相對(duì)于理想液滴位置)和/或與液滴沉積有關(guān)的體積和/或定時(shí)誤差的極快測(cè)量。
在一個(gè)實(shí)施例中,為了執(zhí)行測(cè)量,打印頭或者多個(gè)打印頭停駐在維護(hù)站中,例如在基底在打印機(jī)中裝載或者卸載時(shí)(因而,在打印機(jī)/制造設(shè)備以其它方式使用時(shí))。當(dāng)打印頭停駐時(shí),液滴測(cè)量系統(tǒng)接合,使得沉積介質(zhì)(例如,透明膜)與一個(gè)或更多個(gè)打印頭以在相對(duì)于所述一個(gè)或更多個(gè)打印頭的特定位置對(duì)準(zhǔn)的方式緊鄰。來自于打印頭中的一個(gè)或更多個(gè)的噴嘴(例如,窗口或包括所有噴嘴的子組的子陣列)然后被致使噴發(fā)一個(gè)液滴或一系列液滴(例如,2,5,10等),使得液滴在給定噴嘴預(yù)期的位置附近滴落在介質(zhì)上。在該時(shí)間期間,或者在該時(shí)間之后,膜有效地通過透明膜從膜的與打印頭相對(duì)的那一側(cè)成像;這就是說,膜精確地定位在相對(duì)于測(cè)量噴嘴的正常沉積距離(例如,<1.0毫米)處,同時(shí)借助于噴發(fā)這些噴嘴,且然后借助于通過膜的相對(duì)側(cè)捕獲圖像,在多個(gè)噴嘴上同時(shí)(或者短時(shí)間后)執(zhí)行測(cè)量,得到的捕獲圖像然后被圖像處理以獲得液滴參數(shù)值。
要注意迄今所述各個(gè)實(shí)施例的特征的若干優(yōu)勢(shì)。首先,通過透明膜的沉積液滴的所述光學(xué)處理對(duì)于具有數(shù)百至數(shù)千個(gè)噴嘴的非常大的打印頭特別有用,即,光學(xué)處理可以即刻執(zhí)行,而不需要進(jìn)一步移動(dòng)打印頭、液滴測(cè)量系統(tǒng)或其它部件。第二,液滴測(cè)量系統(tǒng)可以配置成同時(shí)測(cè)量來自于許多噴嘴的液滴;例如,可以從數(shù)百個(gè)噴嘴噴射且并行地測(cè)量液滴。與光學(xué)成像飛行中的獨(dú)立液滴(例如,一次一個(gè))的系統(tǒng)相比,這種并行性可以非常利于測(cè)量跨過數(shù)千個(gè)打印頭噴嘴(例如,在一些工業(yè)制造應(yīng)用中使用的)的液滴。對(duì)于依賴于液滴參數(shù)的動(dòng)態(tài)更新測(cè)量從而將液滴以消除變化或考慮產(chǎn)生精確目標(biāo)體積的變化的方式組合的系統(tǒng),這種并行性可能是重要的,因?yàn)槠洳恍枰蛴r(shí)間或者制造產(chǎn)量的顯著中斷。對(duì)于在維護(hù)站中相對(duì)于停駐打印頭或多個(gè)打印頭鉸接的液滴測(cè)量系統(tǒng),這提供用于容易地精確地接近在一些工業(yè)制造過程中可以使用的數(shù)千個(gè)打印噴嘴中的任何噴嘴。而且,沉積帶或者其處理可以針對(duì)處于測(cè)試下的特定墨的化學(xué)屬性專門調(diào)節(jié)(即,以允許其屬性被光學(xué)器件更容易或者更精確地獲得)。應(yīng)當(dāng)清楚的是,所述技術(shù)提供制造產(chǎn)品的提高精確性和較低成本,尤其是價(jià)錢敏感的消費(fèi)者產(chǎn)品,例如平板高清晰度電視(“HDTV”)。
對(duì)于下文所討論的至少一個(gè)設(shè)計(jì),液滴測(cè)量系統(tǒng)使用卷對(duì)卷機(jī)構(gòu)來安裝透明膜,其允許膜作為帶移動(dòng)跨過成像區(qū)域,從而允許用于測(cè)量的帶卷的間歇性變化。此外,液滴測(cè)量系統(tǒng)還可以有利地使用真空系統(tǒng),所述真空系統(tǒng)緊密地粘附帶的被沉積的那部分在平坦的精確位置關(guān)系,其模擬在線沉積表面。液滴測(cè)量系統(tǒng)還可以任選地包括固化站,以固化/干燥墨,從而在測(cè)量后抑制過多的墨擴(kuò)展到系統(tǒng)的任何其它部分;要注意的是,這在一些實(shí)施例中并不是必需的,例如,膜也可以被選擇具有使得墨液滴一旦沉積即刻固定的屬性或者被處理成具有這樣的屬性。而且,如所提到的,液滴測(cè)量系統(tǒng)可以任選地安裝在三維可移動(dòng)安裝件上,即,從而沿豎直(“z”)軸線從下方接合停駐的打印頭且在需要時(shí)沿x(且任選地y)軸線移動(dòng),從而到達(dá)不同噴嘴和不同打印頭。這允許“大”打印頭組件(例如,具有數(shù)千個(gè)噴嘴)固定,同時(shí)液滴測(cè)量系統(tǒng)鉸接在打印平面下方(例如,在維護(hù)塢中)且用于測(cè)量不同組噴嘴的參數(shù)。一個(gè)設(shè)想沉積過程將一卷帶移動(dòng),使得未使用帶的窗口靠近選定打印頭,這些打印頭然后被控制使得其所有噴嘴噴射預(yù)定量的墨,墨然后固定在帶上;同時(shí),同軸照相機(jī)和圖像傳感器從下方(例如,在液滴測(cè)量系統(tǒng)的殼體或底板內(nèi))并行地成像所有沉積液滴(再一次,借助于通過帶的相對(duì)部位的圖像捕獲,使得膜和液滴測(cè)量系統(tǒng)通常不必移動(dòng)或重新定位以便分析)。如果需要,照相機(jī)(或圖像捕獲光學(xué)器件)可以相對(duì)于液滴測(cè)量系統(tǒng)移動(dòng),例如以提供跨過一定范圍的噴嘴的掃描有效性、焦距調(diào)節(jié)或其它希望益處。
圖像處理系統(tǒng)的輸出然后提供可用于驗(yàn)證噴嘴或以其它方式排定打印的液滴參數(shù)數(shù)據(jù)。在任何給定測(cè)量循環(huán)之后,帶和液滴測(cè)量系統(tǒng)均移動(dòng)位置,用過的帶被固化和/或卷起,過程然后根據(jù)需要、即刻或者在稍后時(shí)間重復(fù)。在帶一旦被打印就不能再次使用的設(shè)計(jì)中,用過的帶卷(或者帶盒,帶有用于新的和用過的帶的卷筒和絞盤)可以定期地收集或者以模塊化的基礎(chǔ)更換。要注意的是,在制造機(jī)構(gòu)連續(xù)使用(例如,以打印OLED電視屏幕的層或以其它方式制造一個(gè)或多個(gè)平板裝置的層)的一個(gè)設(shè)想應(yīng)用中,當(dāng)先前基底被卸載時(shí),打印頭停駐且經(jīng)受所述液滴測(cè)量,新的隨后基底一準(zhǔn)備好,測(cè)量進(jìn)程就被存儲(chǔ),打印頭返回有效打印工作,如此等等;當(dāng)該隨后基底完成時(shí),打印頭再一次返回維護(hù)站(同時(shí)新基底被裝載),以在系統(tǒng)先前停止的地方開始測(cè)量。由此,重復(fù)測(cè)量值可以對(duì)噴嘴收集且以滾動(dòng)的基礎(chǔ)使用,以通過許多測(cè)量值使用移動(dòng)測(cè)量窗口構(gòu)建每個(gè)打印噴嘴或者噴嘴-波形組合的統(tǒng)計(jì)分布(例如,如已經(jīng)通過參考引入的前述專利申請(qǐng)中所述),移動(dòng)測(cè)量窗口循環(huán)地前進(jìn)通過該組所有打印噴嘴,從而連續(xù)地更新測(cè)量數(shù)據(jù)。
要注意的是,上文(以及下文)所述的所有過程步驟可以以多種方式實(shí)施。例如,在一個(gè)實(shí)施例中,這些步驟通過一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)或者其它類型機(jī)器(例如,打印機(jī)或一個(gè)或更多個(gè)制造裝置)執(zhí)行,通過專用硬件或者通過配置為作為專用機(jī)器操作的通用硬件。例如,在一個(gè)設(shè)想設(shè)計(jì)中,一個(gè)或多個(gè)任務(wù)可以通過在存儲(chǔ)在非暫態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)(例如,固件或軟件)上的指令的控制下工作的一個(gè)或多個(gè)這種機(jī)器執(zhí)行。這種指令以如下方式寫入或設(shè)計(jì):具有某些結(jié)構(gòu)(架構(gòu)特征),從而在最終執(zhí)行時(shí),它們使得一個(gè)或更多個(gè)通用機(jī)器(例如,處理器、計(jì)算機(jī)或其它機(jī)器)表現(xiàn)為專用機(jī)器,具有在輸入操作數(shù)上必要地執(zhí)行所述任務(wù)的結(jié)構(gòu),以采取動(dòng)作或者以其它方式產(chǎn)生輸出?!胺菚簯B(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)”指的是任何有形(即,物理)存儲(chǔ)介質(zhì),不管數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)在該介質(zhì)上,包括但不限于:隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、硬盤存儲(chǔ)器、光學(xué)存儲(chǔ)器、軟盤或CD、服務(wù)器存儲(chǔ)裝置、易失性存儲(chǔ)器和指令可以隨后通過機(jī)器取回的其它有形機(jī)構(gòu)。機(jī)器可讀介質(zhì)可以是獨(dú)立形式(例如,程序盤)或者實(shí)施為更大機(jī)構(gòu)的一部分,例如膝上型計(jì)算機(jī)、便攜性裝置、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、打印機(jī)或其它組的一個(gè)或更多個(gè)裝置。指令可以以不同的格式實(shí)施,例如,作為在調(diào)用時(shí)有效地激活某一動(dòng)作的元數(shù)據(jù),作為Java代碼或腳本,作為以特定編程語言寫的代碼(例如,作為C++代碼),作為處理器特定指令集,或者以一些其它形式;取決于實(shí)施例,指令也可以由相同處理器或不同處理器執(zhí)行。貫穿該公開內(nèi)容,將描述多個(gè)過程,其中任何過程總體上可以實(shí)施為存儲(chǔ)在非暫態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)上的指令,且其中任何過程可以用于使用“3D打印”或其它打印過程來制造產(chǎn)品。取決于產(chǎn)品設(shè)計(jì),這種產(chǎn)品可以以可銷售的形式制造,或者作為其它打印、固化、制造或?qū)⒆罱K產(chǎn)生完成產(chǎn)品以用于銷售、分配、出口或進(jìn)口的其它處理步驟的預(yù)備步驟。取決于實(shí)施方式,非暫態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)上的指令可以通過單個(gè)計(jì)算機(jī)執(zhí)行,且在其它實(shí)例中可以在分布式基礎(chǔ)上存儲(chǔ)和/或執(zhí)行,例如,使用一個(gè)或更多個(gè)服務(wù)器、網(wǎng)頁客戶端或者專用裝置。所述每個(gè)功能可以實(shí)施為組合程序的一部分或者作為獨(dú)立模塊,一起存儲(chǔ)在單個(gè)介質(zhì)表示形式(expression)(例如,單個(gè)軟盤)上或者在多個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)裝置上。
還要注意的是,在與膜或帶一起使用時(shí),“透明的”是相對(duì)用詞,即,其指的是通過帶的第二側(cè)捕獲沉積在帶的第一側(cè)上的液滴圖像的能力。嚴(yán)格來說,這并不需要帶是無色的或者關(guān)于那一點(diǎn)對(duì)可見光是透射的。在一個(gè)實(shí)施例中,帶是無色的且對(duì)可見光是高度可透射的,可見光用于捕獲來自于相應(yīng)噴嘴的液滴圖像,其中,那些液滴以如下方式沉積,使得相應(yīng)噴嘴的液滴排列在帶的第一側(cè)上(即,在與相應(yīng)噴嘴有關(guān)的相應(yīng)位置處)。在另一個(gè)實(shí)施例中,帶具有一定程度的顏色,例如,針對(duì)特定墨優(yōu)化以增強(qiáng)該墨的圖像捕獲屬性。在又一個(gè)實(shí)施例中,可見光之外的輻射用于捕獲液滴屬性。
本領(lǐng)域技術(shù)人員從本文的說明將清楚各個(gè)其它特征。已經(jīng)這樣介紹多個(gè)實(shí)施例的特征,本公開現(xiàn)在將轉(zhuǎn)向提供關(guān)于選定實(shí)施例的附加細(xì)節(jié)。
圖1示出了圖示本文所述技術(shù)中的一些的流程圖101。如上文所述,期望并行地測(cè)量由多個(gè)噴嘴產(chǎn)生的液滴的液滴參數(shù)值。為了盡可能快速地執(zhí)行此,本文公開的實(shí)施例依賴于接收這種液滴的沉積表面的圖像捕獲(即,總的表示所述多個(gè)噴嘴的液滴的快速捕獲),以及從該圖像捕獲計(jì)算多個(gè)噴嘴相應(yīng)的一個(gè)或更多個(gè)期望參數(shù)值的圖像處理。如附圖標(biāo)記103表示的,處于分析下的打印頭或多個(gè)打印頭使得噴嘴范圍或陣列噴發(fā),從而每個(gè)沉積一個(gè)或更多個(gè)液滴。為了提供示例,假設(shè)打印頭可以具有兩千個(gè)噴嘴,這些噴嘴要一次一百個(gè)噴嘴成組地測(cè)量。對(duì)個(gè)每個(gè)測(cè)量循環(huán),打印頭和/或液滴測(cè)量系統(tǒng)對(duì)齊,且要測(cè)量的一百個(gè)噴嘴的窗口或組被識(shí)別且被致使基本并行地噴發(fā)受控墨體積;在一個(gè)實(shí)施例中,沉積可以是每個(gè)噴嘴單個(gè)液滴,在其它實(shí)施例中,更大數(shù)量的液滴可以從每個(gè)噴嘴受控地噴出,例如,2、5、10、12、20或一些其它數(shù)量的液滴。要注意的是,在一些設(shè)想設(shè)計(jì)(例如,OLED應(yīng)用)中,液滴尺寸通常非常小,包括皮升(“pL”)尺寸的液滴,直徑為幾十微米或更小,用幾乎微米精度沉積。
如通過參考引入的前述專利申請(qǐng)中所述,取決于應(yīng)用,可以期望測(cè)量每個(gè)噴嘴的沉積液滴的位置、液滴速度、液滴體積、噴嘴弓度(nozzle bow)、或者一個(gè)或更多個(gè)其它參數(shù)。簡(jiǎn)單來說,在一個(gè)實(shí)施例中,重要的是具有每個(gè)沉積液滴的來自于每個(gè)噴嘴的液滴質(zhì)量預(yù)期;這就是說,如果一個(gè)噴嘴相對(duì)于其它噴嘴處于偏離(off)位置(噴嘴弓度)或者產(chǎn)生異常液滴軌跡或者不準(zhǔn)確的液滴體積,那么這可能導(dǎo)致沉積膜的不一致性。這種不一致性可導(dǎo)致精確產(chǎn)品(例如,顯示器裝置和類似物)的質(zhì)量缺陷。獲知這種噴嘴-噴嘴的異常允許:
(a)噴嘴認(rèn)證/取消認(rèn)證——不工作或者以其它方式具有異常特性的噴嘴可以識(shí)別且不用于打印,以不同噴嘴用于在期望區(qū)域沉積液滴的方式軟件排定打??;
(b)噴發(fā)時(shí)間遷移——掃描方向中的位置缺陷可以潛在地通過例如改變噴嘴驅(qū)動(dòng)脈沖的定時(shí)或電壓來校正,使得噴嘴更早或更晚噴發(fā),或者以更大或更小的速度噴射液滴;此外,還可以使用如通過參考引入的前述專利申請(qǐng)中所公開的可選驅(qū)動(dòng)脈沖形狀;
(c)排定液滴組合——來自于噴嘴-噴嘴的檢測(cè)差異可以被接受且基于相應(yīng)預(yù)期值有意地用于計(jì)算液滴組合,以實(shí)現(xiàn)例如在特定公差內(nèi)的精確結(jié)果;例如,如果一個(gè)噴嘴被測(cè)量和確定為產(chǎn)生預(yù)期9.89皮升(pL)的液滴,第二噴嘴被測(cè)量和確定為產(chǎn)生預(yù)期10.11 pL的液滴,且期望在特定目標(biāo)位置產(chǎn)生總體積20.00 pL的墨,那么這兩個(gè)噴嘴可以被特定地識(shí)別和打印排定,以沉積該特定液滴組合;要注意的是,可獲得的結(jié)果不同于在不針對(duì)特定填充體積或填充公差的情況下簡(jiǎn)單地對(duì)差異求平均(例如,目標(biāo)體積±0.50%)的系統(tǒng);以及
(d)驅(qū)動(dòng)波形的預(yù)先篩分——如通過參考引入的前述專利申請(qǐng)中所述,可以預(yù)先篩分每個(gè)噴嘴的可編程驅(qū)動(dòng)波形(例如,選擇16個(gè)預(yù)先選定驅(qū)動(dòng)波形),用于在打印期間的存量使用,每個(gè)波形被選擇實(shí)現(xiàn)特定沉積特性,具有精確預(yù)期結(jié)果。
要注意的是,液滴參數(shù)可能每天變化,甚至每次沉積變化,例如取決于墨質(zhì)量、溫度、噴嘴老化(例如,堵塞)和其它因素。因而,為了確保精確打印,在一些實(shí)施方式中,可以期望不時(shí)地再次測(cè)量這些值。還要注意的是,每個(gè)沉積液滴(甚至來自于單個(gè)噴嘴)也可能稍微不同;因而,在一個(gè)實(shí)施例中,每個(gè)噴嘴(或噴嘴-波形組合或配對(duì))被測(cè)量不僅僅一次,而是多次,以產(chǎn)生測(cè)量值群組,由此可以計(jì)算平均值或其它統(tǒng)計(jì)參數(shù)(例如,跨度度量),從而提供關(guān)于液滴參數(shù)預(yù)期值的高置信度。例如,每個(gè)噴嘴-波形配對(duì)的“24”個(gè)液滴可以被測(cè)量以產(chǎn)生平均值(和因而預(yù)期值),用于體積、速度、弓度(垂直于掃描方向的位置)等等,測(cè)量數(shù)n(n=24)有助于減少由于測(cè)量誤差或者統(tǒng)計(jì)偏差引起的不確定性。給定群組可以以滾動(dòng)的基礎(chǔ)(例如,所有測(cè)量值被存儲(chǔ)且6個(gè)最新的測(cè)量值取代6個(gè)最老的,對(duì)于每個(gè)噴嘴每?jī)蓚€(gè)小時(shí)一次)或者以一次性的基礎(chǔ)(例如,在供電期間所有噴嘴再次測(cè)量一次)更新。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將想到許多變化,例如,噴嘴可以被測(cè)量以確定預(yù)期值,且如果該測(cè)量(預(yù)期)值在理想值的范圍(±5%)之外,所述噴嘴被取消使用;顯然,許多排列和變化是可能的。
然而,應(yīng)當(dāng)清楚的是,在使用數(shù)千個(gè)噴嘴(例如,數(shù)萬個(gè)噴嘴或更多,可能每個(gè)具有多個(gè)可用“預(yù)先篩分”驅(qū)動(dòng)波形)的打印系統(tǒng)中,每個(gè)噴嘴的預(yù)期液滴參數(shù)的測(cè)量可能需要顯著的時(shí)間;在工業(yè)制造環(huán)境中,這通常是不可接受的,即,為了商業(yè)上可行,制造產(chǎn)量和成本需要以消費(fèi)者可接受的價(jià)格點(diǎn)生產(chǎn)產(chǎn)品,這通常意味著打印過程生產(chǎn)盡可能多的產(chǎn)品,用盡可能大的精度(以及盡可能少的產(chǎn)品廢品),用盡可能少的停機(jī)時(shí)間。本文公開的技術(shù)允許快很多和因而可行的測(cè)量。
返回圖1,為此,本公開闡述的液滴測(cè)量技術(shù)也一次捕獲來自于許多噴嘴的液滴,根據(jù)附圖標(biāo)記105。這就是說,與飛行“一次一個(gè)”地成像液滴的系統(tǒng)不同,本公開闡述的實(shí)施例依賴于并行性,以同時(shí)測(cè)量盡可能多的噴嘴。因而,圖像捕獲可以用于有效地獲取來自于噴嘴大陣列的液滴圖像(例如,以多列和多行沉積的液滴),在軟件中通過圖像處理系統(tǒng)快速地處理。在一個(gè)實(shí)施例中,捕獲圖像可以表示來自于數(shù)十個(gè)和可能數(shù)百個(gè)噴嘴(或更多)的液滴,所有同時(shí)測(cè)量。圖1以虛線框表示可能有助于此的各個(gè)選項(xiàng),例如,(a)通過與打印頭相對(duì)的沉積表面捕獲圖像(107),這有助于快速測(cè)量,(b)同時(shí)地在捕獲圖像中捕獲液滴和噴嘴兩者(109),這利于測(cè)量來自于相應(yīng)噴嘴的液滴的位置偏差、弓度或速度,(c)同時(shí)地從相應(yīng)(多個(gè))噴嘴照相液滴(111),例如,有效地一次測(cè)量40個(gè)或更多個(gè)噴嘴,以及(d)照相每個(gè)噴嘴的不是一個(gè)液滴,而是同時(shí)測(cè)量的多個(gè)液滴(例如,5個(gè)或更多個(gè))群組。要注意的是,在后一情況下,圖像處理軟件可以檢測(cè)總計(jì)沉積的體積(例如,體積),或者預(yù)期位置周圍的液體位置的跨度,且可以一次從單個(gè)捕獲圖像識(shí)別各個(gè)液滴的平均值或另一統(tǒng)計(jì)參數(shù),例如分布(跨度)。要注意的是,取決于實(shí)施例,這可能需要標(biāo)準(zhǔn)值事先測(cè)量且存儲(chǔ)在系統(tǒng)中;例如,當(dāng)墨液滴固定到沉積介質(zhì)(即,帶)中時(shí),可能難以檢測(cè)液滴體積;這種確定可以基于液滴直徑,沉積液滴的顏色(或灰度)值的處理或者使用其它手段來判斷,這些值與標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較以產(chǎn)生準(zhǔn)確的值計(jì)算。
如附圖標(biāo)記115和117所表示的,系統(tǒng)(例如,使用運(yùn)行合適軟件的圖像處理器)然后計(jì)算測(cè)量值且將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(例如,隨機(jī)存取存儲(chǔ)器,如可用硬盤驅(qū)動(dòng)器中的)中。在一個(gè)實(shí)施例中,這些值獨(dú)立地存儲(chǔ)(即,對(duì)于每個(gè)噴嘴測(cè)量的每個(gè)參數(shù)的每個(gè)測(cè)量值一個(gè)),在另一個(gè)實(shí)施例中,它們可以以表示復(fù)合分布(例如,對(duì)于給定噴嘴的給定參數(shù),作為平均值、測(cè)量值的總數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)偏差等)的方式存儲(chǔ)。根據(jù)附圖標(biāo)記119,121和123,如前文提到的,一旦測(cè)量,所述值可以任選地用于計(jì)算統(tǒng)計(jì)分布,以執(zhí)行噴嘴認(rèn)證/驗(yàn)證,且執(zhí)行“智能組合”,其中,打印掃描被排定以將具有預(yù)期特性的液滴以一些期望方式匹配。
圖2-4B用于描述模塊化液滴測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。
圖2示出了第一個(gè)這樣的系統(tǒng)201的放大圖。該圖示出了測(cè)量窗口203(例如,玻璃覆蓋的觀察窗口),圖像通過測(cè)量窗口203沿附圖標(biāo)記205表示的矢量捕獲。光學(xué)檢測(cè)器,例如照相機(jī),位于系統(tǒng)201內(nèi)且通過該窗口203沿箭頭205的方向獲取圖像。在操作期間,來自于卷207的透明膜帶移動(dòng)經(jīng)過該窗口且通過一組真空端口209抵靠窗口緊密地保持。在每次測(cè)量之后,該帶可以以絞盤211的方向移動(dòng),且積聚在保持在液滴測(cè)量系統(tǒng)的底板213內(nèi)的廢棄卷(未示出)中。要注意的是,所示系統(tǒng)是模塊化的且作為單元移動(dòng),例如以將測(cè)量窗口203(和由該窗口限定的相關(guān)測(cè)量區(qū)域)定位緊鄰要測(cè)量的任何打印頭噴嘴,在相對(duì)于打印頭噴嘴板的“標(biāo)準(zhǔn)沉積深度”處。在任選實(shí)施例中,液滴測(cè)量系統(tǒng)201可以在三個(gè)維度鉸接,從而該系統(tǒng)可以放置靠近其它噴嘴組且還根據(jù)需要改變沉積高度。
圖3示出了液滴測(cè)量系統(tǒng)301的內(nèi)部橫截面圖。該系統(tǒng)類似地包括圖像通過其捕獲的觀察窗口303和光學(xué)系統(tǒng),所述光學(xué)系統(tǒng)包括光學(xué)組件305、照相機(jī)307和光源309。步進(jìn)馬達(dá)311選擇性地將光學(xué)組件305相對(duì)于觀察窗口303線性地移動(dòng),即以箭頭313所示的方向前后移動(dòng)。要注意的是,本文使用的“照相機(jī)”可以任選地指代任何類型的光傳感器,即,可以使用包括獨(dú)立光學(xué)傳感器的簡(jiǎn)單線性傳感器且例如使用該步進(jìn)馬達(dá)311前后地“掃描”這種線性傳感器以成像整個(gè)觀察窗口303。在其它實(shí)施例中,照相機(jī)通過任何常規(guī)手段捕獲表示觀察區(qū)域的像素陣列的圖像,例如使用商業(yè)照相機(jī)、電荷耦合裝置陣列、紫外線或其它不可見輻射捕獲裝置或使用其它手段。要注意的是,并不是對(duì)于所有實(shí)施例都需要照相機(jī)移動(dòng)(即,掃描移動(dòng))。在所示實(shí)施例中,光學(xué)組件305也內(nèi)部地包括分束器,其傳送來自于光源的光(例如,一直到觀察窗口303),但是使用鏡子在照相機(jī)307的方向改向返回(反射)光,以用于圖像捕獲。應(yīng)當(dāng)清楚的是,來自于光源的光傳送通過觀察窗口,通過透明帶,逆著打印頭(圖3中未示出)反射,再一次往回傳送通過透明帶,且經(jīng)受任何聚焦或其它光學(xué)器件,被捕獲和處理以便分析。捕獲的圖像因而提供被測(cè)量的每個(gè)噴嘴的位置的可視指示(例如,該圖像從噴嘴板的反射光獲?。┣疫€示出了任何沉積液滴(透明的,但是能從膜區(qū)分)的重疊。這就是說,在設(shè)想制造過程(尤其是用于OLED顯示器制造,例如,用于封裝層),沉積材料是半透明的,因而并不妨礙噴嘴板的圖像捕獲。圖3還示出了用于輸送透明帶的絞盤315和用于固化任何沉積墨的UV固化棒317,從而防止沉積的墨輸送到任何其它系統(tǒng)部件。圖3還示出了接口和控制板319,用于控制各個(gè)系統(tǒng)部件,且用于控制圖像捕獲;接口控制板319還控制膜帶的輸送,例如通過控制分別用于膜引入和供應(yīng)卷(在該附圖中未獨(dú)立識(shí)別)的膜卷馬達(dá)321和323。取決于實(shí)施例,圖像處理可以在本地在接口和控制板319上執(zhí)行,或者可選地,在制造設(shè)備中的處理器處或者在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)處執(zhí)行。
圖4A和4B示出了來自于圖3的液滴測(cè)量系統(tǒng)301的透視圖。圖4B表示單元相對(duì)于圖4A的后側(cè)的視圖,即,從圖4A的箭頭B-B提供的有利點(diǎn)。更具體地,這些附圖識(shí)別觀察窗口303、真空端口403、UV固化棒317、帶供應(yīng)卷405和引入卷407、框架和光學(xué)腔室409(其容納前文所述的接口和控制板319)。在操作期間,未使用帶以箭頭411所示的方向供應(yīng)且緊密地抵靠觀察窗口303粘附,如前文參考的。從此點(diǎn),膜移動(dòng)經(jīng)過絞盤315且沿箭頭412向下朝向UV固化棒317,用于前文所述的目的。UV固化棒的操作通過接口和控制板319使用存儲(chǔ)在非暫態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)上的機(jī)載固件或軟件來控制。最后,在固化之后,膜總體上如箭頭415所示移動(dòng)到引入卷407。應(yīng)當(dāng)清楚的是,整個(gè)單元是模塊化的,提供用于容易拆卸和維護(hù),例如以拆卸透明沉積帶的完成引入卷407且更換供應(yīng)卷405以具有新鮮存貨。
圖5A表示與執(zhí)行液滴測(cè)量的方法的一個(gè)實(shí)施例501有關(guān)的流程圖。如前文所述,可能期望在現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行測(cè)量,即,直接在制造設(shè)備內(nèi)以動(dòng)態(tài)地更新過程、老化、溫度或其它因素的一個(gè)或更多個(gè)液滴參數(shù)值。為此,測(cè)量有利地例如在打印機(jī)的維護(hù)站中在新基底被加載、卸載、沉積后固化、或以其它方式在相對(duì)于實(shí)際打印的空閑時(shí)間期間時(shí)執(zhí)行。根據(jù)附圖標(biāo)記503,一個(gè)或更多個(gè)打印頭(例如,安裝到公共打印頭組件)移動(dòng)到維護(hù)站,且被“停駐”用于維護(hù)操作。這種維護(hù)操作可包括各種標(biāo)定、打印頭更換、噴嘴吹掃或其它質(zhì)量處理、本公開所設(shè)想的液滴測(cè)量、或用于其它目的。如下文更充分所述,對(duì)于OLED顯示器制造應(yīng)用(且對(duì)于某些其它裝置的制造,例如,太陽能面板),可能期望在受控的氣氛中執(zhí)行打??;因而,在許多應(yīng)用中,“停駐”位置將在第二受控氣氛腔室,例如,在可以外部接近的位置(例如,為了打印頭更換),而不將整個(gè)制造設(shè)備或打印機(jī)通風(fēng)到未受控氣氛。這就是說,這種第二腔室優(yōu)選制成相對(duì)于任何打印封裝件的小尺寸,例如,占據(jù)整個(gè)打印腔室容積的2%或更少,從而最小化通風(fēng)(如果有的話)。一旦打印頭被停駐,它們相對(duì)于該第二受控氣氛密封,且液滴測(cè)量系統(tǒng)(“DMU”,用于液滴測(cè)量單元)選擇性地接合以執(zhí)行測(cè)量(505)。如任選過程框507所示,如果打印對(duì)于噴嘴的移動(dòng)窗口間歇性地執(zhí)行(例如,當(dāng)基底加載和卸載時(shí),在打印行程之間不同組的噴嘴被測(cè)量或再次測(cè)量,如前文所述),系統(tǒng)取回起始地址,從而定位DMU以捕獲噴嘴的選定子組。要注意的是,該過程可以采用配準(zhǔn)過程來識(shí)別每個(gè)打印頭的角部噴嘴(例如,在打印頭更換時(shí)更新,從而系統(tǒng)標(biāo)定為“知道”每個(gè)噴嘴的近似位置)。這種配準(zhǔn)過程可以通過樞轉(zhuǎn)DMU(及其照相機(jī))來執(zhí)行,從而成像并由此找到每個(gè)陣列的角部噴嘴,使用近似位置地址和搜索過程(例如,螺旋搜索算法),例如如前文參考的美國(guó)專利申請(qǐng)No.14/340403中所述。對(duì)位置投射的控制在所述系統(tǒng)中非常精確,例如大約1微米,通常不需要打印頭-液滴測(cè)量系統(tǒng)定位的再次標(biāo)定,除非系統(tǒng)部件手動(dòng)更換(例如,MDU或打印頭被拆卸或維護(hù))。在透明帶(即,用于測(cè)試的液滴沉積表面)到位時(shí),根據(jù)附圖標(biāo)記509,系統(tǒng)控制處于監(jiān)督下的打印頭噴嘴,以每個(gè)沉積受控?cái)?shù)量的液滴(如果每個(gè)噴嘴要測(cè)量多個(gè)液滴,快速相繼)。同時(shí),MDU內(nèi)的圖像捕獲系統(tǒng)成像所沉積的墨以及噴嘴位置(例如,通過透明帶和墨,捕獲由打印頭反射的光)。要注意的是,如附圖標(biāo)記511所示,在一個(gè)實(shí)施例中,圖像捕獲以彩色執(zhí)行,從而能夠識(shí)別任何沉積墨液滴的墨濃度(例如,在半透明時(shí),將根據(jù)材料或厚度賦予精細(xì)的顏色屬性)。還如附圖標(biāo)記511所示,捕獲的圖像可以被濾波(例如,對(duì)于顏色、強(qiáng)度、γ或任何其它期望參數(shù)或多個(gè)參數(shù)),從而產(chǎn)生已濾波圖像;在這種濾波之后(或者作為這種濾波的一部分),捕獲的圖像轉(zhuǎn)換為灰度,根據(jù)附圖標(biāo)記513。要注意的是,根據(jù)相應(yīng)濾波器,多個(gè)圖像也可以從該過程產(chǎn)生,例如,第一圖像表示噴嘴,第二圖像表示沉積的液滴;顯然,存在許多排列。圖像處理軟件隨后使用輸出灰度圖像來識(shí)別噴嘴、墨液滴、噴嘴和墨液滴之間的位置差、液滴體積、液滴直徑、液滴形狀和/或任何其它期望參數(shù)(515/517)。應(yīng)當(dāng)清楚的是,不是對(duì)于所有實(shí)施例而言都需要測(cè)量所有這些事情。例如,在計(jì)算液滴體積的系統(tǒng)中,可能不需要成像噴嘴本身或者分析液滴形狀或位置。相反,在這種實(shí)施例中(如果分析多個(gè)液滴的跨度)確定液滴位置的偏離度量或者執(zhí)行顏色分析以合適地計(jì)算體積可能是重要的。測(cè)量的參數(shù)通常取決于實(shí)施方式和期望結(jié)果。如附圖標(biāo)記517所示,不管要測(cè)量的參數(shù),系統(tǒng)例如使用任選標(biāo)準(zhǔn)值519來計(jì)算參數(shù)的測(cè)量值或多個(gè)值或偏移,如前文參考的那樣。參數(shù)的這種偏移或值可以對(duì)液滴或噴嘴位置、液滴定時(shí)或液滴體積或這些事情的任何組合來計(jì)算,如附圖標(biāo)記521所參考的。系統(tǒng)然后更新DMU本地或者遠(yuǎn)程的存儲(chǔ)信息庫(523),且然后存儲(chǔ)下一測(cè)量循環(huán)的位置并移動(dòng)帶,根據(jù)任選過程525。過程隨后完成,準(zhǔn)備用于另一測(cè)量循環(huán)(可以即刻或者稍后執(zhí)行,例如在隨后基底行程之后)。
要注意的是,如附圖標(biāo)記529-533所參考的,參數(shù)和/或任何位置偏移的計(jì)算可以任選地通過運(yùn)行合適軟件(存儲(chǔ)在處理器可讀介質(zhì)上的指令)的一個(gè)或更多個(gè)處理器來執(zhí)行,且這種處理器通常將圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在處理器可訪問存儲(chǔ)器中,將每個(gè)噴嘴相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)隔離,從相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算參數(shù),且也將每個(gè)噴嘴的參數(shù)存儲(chǔ)在處理器可訪問存儲(chǔ)器中。
圖5B和5C分別示出了取樣圖像551和571。這些中的第一圖像551表示大約40個(gè)噴嘴作為打印頭子組獲取的照片。注意噴嘴如何稍微從一行到另一行錯(cuò)位,以提供在橫向掃描軸線中近節(jié)距變化的選項(xiàng)(例如,旨在用于特定基底位置的液滴可以從任何行的噴嘴打印,在一些實(shí)施例中提供比20微米更好(即,更少)的沉積精度。圖5B表示隨后可以適當(dāng)?shù)貫V波和/或轉(zhuǎn)換為灰度的彩色圖像以及在這種濾波或轉(zhuǎn)換之后的灰度圖像(即,在專利申請(qǐng)中通常不使用或允許彩色圖)。要注意的是,在該實(shí)施例中,噴嘴未被獨(dú)立成像或圖示,但是對(duì)于其它實(shí)施例,可以被獨(dú)立成像或圖示。第二圖像571(圖5C)表示來自于圖5B的圖像,在濾波和梯度處理之后,以識(shí)別液滴直徑。這就是說,圖5C示出了與液滴直徑相對(duì)應(yīng)的白色圓,具有清楚地定界的液滴邊界。圖像處理計(jì)算重心(例如,通過計(jì)算這種“圓”的水平最大直徑和豎直最大直徑且通過沿每個(gè)直徑獲取中間笛卡爾坐標(biāo)點(diǎn),以將每個(gè)液滴與特定xy笛卡爾位置相關(guān)聯(lián))。該位置然后可以與噴嘴位置進(jìn)行比較,以確定偏移,系統(tǒng)識(shí)別噴嘴-噴嘴偏移變化,用于打印排定目的。這些照片也可以表示液滴體積處理;例如,圖像處理軟件可以計(jì)算每個(gè)液滴和/或相關(guān)顏色的直徑和/或面積,且將此與工廠定義標(biāo)準(zhǔn)值或者現(xiàn)場(chǎng)定義標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,以計(jì)算尺寸和密度,且從這些計(jì)算體積。由此可以測(cè)量幾乎任何期望液滴參數(shù)。
這樣描述了液滴測(cè)量系統(tǒng)的細(xì)節(jié),現(xiàn)在將描述制造和工業(yè)制造設(shè)備/打印機(jī)的應(yīng)用。在下文的討論中,將描述用于執(zhí)行這種打印的示例性系統(tǒng),更具體地,應(yīng)用于制造太陽能面板和/或可以在電子器件(例如,智能電話、智能手表、平板電腦、計(jì)算機(jī)、電視、監(jiān)視器或其它形式的顯示器)中使用的顯示器裝置。本公開提供的制造技術(shù)并不限于該特定方面,且例如可以應(yīng)用于任何3D打印應(yīng)用和寬范圍的其它形式的產(chǎn)品。
圖6A表示總的用附圖標(biāo)記601表示的許多不同實(shí)施方式層級(jí);這些層級(jí)中的每一個(gè)表示本文介紹的技術(shù)的可能分立實(shí)施方式。首先,本公開中介紹的技術(shù)可以采用為存儲(chǔ)在非暫態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)上的指令的形式,如圖標(biāo)603所表示的(例如,用于控制計(jì)算機(jī)或打印機(jī)的可執(zhí)行指令或軟件)。例如,所公開的技術(shù)可以實(shí)施為適合于使得制造設(shè)備(或包括的打印機(jī))使用本文公開的光學(xué)測(cè)量技術(shù)來測(cè)量一個(gè)或更多個(gè)液滴參數(shù)的軟件。其次,按照計(jì)算機(jī)圖標(biāo)605,這些技術(shù)也可以任選地實(shí)施為計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)的一部分,例如在設(shè)計(jì)或制造供銷售或在其它產(chǎn)品中使用的部件的公司內(nèi)。第三,如使用存儲(chǔ)介質(zhì)圖標(biāo)607舉例說明的,先前介紹的技術(shù)可以采取存儲(chǔ)打印機(jī)控制指令的形式,例如其在被作用時(shí)將引起打印機(jī)以取決于液滴測(cè)量和相關(guān)排定(例如,掃描路徑排定或噴嘴認(rèn)證,如本文所討論的)的方式來制造一個(gè)或更多個(gè)部件層。要注意的是,打印機(jī)指令可以直接傳輸給打印機(jī),例如,經(jīng)過LAN或WAN;在該上下文中,所示存儲(chǔ)介質(zhì)圖標(biāo)可以表示(而不限于)服務(wù)器、便攜式裝置、膝上型裝置、另一形式的計(jì)算機(jī)或打印機(jī)內(nèi)或者其可訪問的RAM;或者便攜式介質(zhì)(如閃存驅(qū)動(dòng)器)。第四,如制造裝置圖標(biāo)609所表示的,可以將上文介紹的技術(shù)實(shí)施為制造設(shè)備或機(jī)器的一部分,或者采取在這種設(shè)備或機(jī)器內(nèi)的打印機(jī)的形式(例如,作為根據(jù)本文公開的技術(shù)的液滴測(cè)量系統(tǒng),作為制造方法,作為用于控制液滴測(cè)量系統(tǒng)的軟件,等等)。要注意的是,制造裝置609的特定圖示表示在下文將結(jié)合圖6B、7A和7B討論的一個(gè)示例性打印機(jī)裝置。上文介紹的技術(shù)也可以實(shí)施為完成或部分完成的制造部件或制造部件的組件(例如,根據(jù)專利過程制造的);例如在圖6A中,多個(gè)這樣的部件以半完成平板裝置的陣列611的形式示出,其將分開和銷售以結(jié)合到終端消費(fèi)者產(chǎn)品中。所示裝置可以具有例如根據(jù)上文介紹的方法制造的一個(gè)或更多個(gè)封裝層或其它層。上文介紹的技術(shù)還可以以參考的終端消費(fèi)者產(chǎn)品的形式實(shí)施,例如,以便攜式數(shù)字裝置613(例如,電子pad或智能電話)的顯示器屏幕的形式,作為電視顯示器屏幕615(例如,OLED TV),太陽能面板617或其它類型的裝置。
圖6B示出了可以用于應(yīng)用本文公開的技術(shù)的一個(gè)設(shè)想多腔室制造設(shè)備621。總的來說,所示設(shè)備621包括多個(gè)總體模塊或子系統(tǒng),包括輸送模塊623、打印模塊625和處理模塊627。每個(gè)模塊保持受控環(huán)境,使得例如打印可以通過打印模塊625在第一受控氣氛中執(zhí)行,其它處理(例如,另一沉積過程,如無機(jī)封裝層沉積或固化過程(例如,用于打印材料))可以在第二受控氣氛中執(zhí)行。設(shè)備621使用一個(gè)或更多個(gè)機(jī)械操控器以使基底在模塊之間移動(dòng),而不將基底暴露于不受控氣氛。在任何給定模塊內(nèi),可以使用其它基底操控系統(tǒng)和/或特定裝置和適合于對(duì)該模塊執(zhí)行處理的控制系統(tǒng)。
輸送模塊623的各個(gè)實(shí)施例可以包括輸入裝載鎖629(即,在保持受控氣氛的同時(shí)提供不同環(huán)境之間的緩沖的腔室)、輸送腔室631(也具有用于傳送基底的操控器)以及氣氛緩沖腔室633。在打印模塊625內(nèi),可以在打印過程期間使用諸如浮動(dòng)臺(tái)之類的其它基底操控機(jī)構(gòu),用于基底的穩(wěn)定支撐。另外,可以將諸如分離軸線或龍門運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)之類的xyz運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)用于至少一個(gè)打印頭相對(duì)于基底的精確定位以及提供用于基底傳送通過打印模塊625的y軸傳送系統(tǒng)。還可以在打印腔室內(nèi)使用多種墨用于打印,例如使用相應(yīng)的打印頭組件,使得例如可以在受控氣氛中在打印模塊內(nèi)執(zhí)行兩個(gè)不同類型的沉積過程。打印模塊625可以包括容納噴墨打印系統(tǒng)的氣體封裝件635,具有用于引入惰性氣氛(例如,氮?dú)猓┣乙云渌绞结槍?duì)環(huán)境規(guī)定(例如,溫度和壓力)、氣體組成和顆粒存在而控制氣氛的器件。
處理模塊627的各個(gè)實(shí)施例可以包括例如輸送腔室636;此輸送腔室也具有用于傳送基底的操控器。另外,處理模塊還可以包括輸出裝載鎖637、氮?dú)舛丫彌_器639以及固化腔室641。在一些應(yīng)用中,可以使用固化腔室來將單體膜固化、烘焙或干燥成均勻聚合物膜;例如,兩個(gè)具體設(shè)想的過程包括加熱過程和UV輻射固化過程。
在一個(gè)應(yīng)用中,設(shè)備621適合于液晶顯示器屏幕或OLED顯示器屏幕的批量生產(chǎn),例如一次在單個(gè)大基底上制造(例如)8個(gè)屏幕的陣列。這些屏幕可以用于電視并作為用于其它形式的電子裝置的顯示器屏幕。在第二應(yīng)用中,設(shè)備可以以幾乎相同的方式用于太陽能面板的批量生產(chǎn)。
可以有利地在這種應(yīng)用中使用打印模塊625以沉積有助于保護(hù)OLED顯示器裝置的敏感性元件的有機(jī)封裝層。例如,所示設(shè)備621可以裝載有基底,并且可以被控制以在封裝過程期間不被暴露于不受控氣氛而中斷的方式在各個(gè)腔室之間前后移動(dòng)基底?;卓梢越?jīng)由輸入負(fù)載鎖629加載。位于輸送模塊623中的操控器可以將基底從輸入負(fù)載鎖629移動(dòng)到打印模塊625,在完成打印過程之后,可以移動(dòng)基底到處理模塊627,以用于固化。通過重復(fù)沉積后續(xù)層,受控厚度、總計(jì)封裝或其它層厚度中的每一個(gè)可以被構(gòu)建為適合任何期望應(yīng)用。再一次注意,上述技術(shù)不限于封裝過程或OLED制造,且還可以使用很多不同類型的工具。例如,設(shè)備621的配置可以變化,以通過不同的并置關(guān)系(juxtaposition)來放置各個(gè)模塊623、625和627;此外,也可以使用附加、更少或不同的模塊。
雖然圖6B提供了一組鏈接腔室或制造部件的一個(gè)示例,但顯然存在許多其它可能性。上文介紹的技術(shù)可以與在圖6B中所示的裝置一起使用,或者事實(shí)上,用來控制由任何其它類型的沉積設(shè)備執(zhí)行的制造過程。
圖7A-7C用于總體上介紹用于每個(gè)噴嘴的液滴測(cè)量和驗(yàn)證的技術(shù)和結(jié)構(gòu)。
更具體地,圖7A提供了圖示液滴測(cè)量系統(tǒng)701和相對(duì)大的打印頭組件703的示意圖;打印頭組件具有多個(gè)打印頭(705A/705B),每個(gè)帶有多個(gè)獨(dú)立噴嘴(例如,707),存在數(shù)百-數(shù)千個(gè)噴嘴。墨供應(yīng)裝置(未示出)與每個(gè)噴嘴(例如,噴嘴707)流體地連接,壓電換能器(也未示出)用于在每個(gè)噴嘴電控制信號(hào)的控制下噴射墨液滴。噴嘴設(shè)計(jì)保持在每個(gè)噴嘴(例如,噴嘴707)處的輕微負(fù)壓,以避免噴嘴板的溢流,給定噴嘴的電信號(hào)用于致動(dòng)對(duì)應(yīng)的壓電換能器,加壓給定噴嘴的墨,從而從給定噴嘴驅(qū)出液滴。在一個(gè)實(shí)施例中,每個(gè)噴嘴的控制信號(hào)正常處于0伏,用于特定噴嘴的給定電壓的正脈沖或信號(hào)電平對(duì)該噴嘴噴射液滴(每個(gè)脈沖一個(gè));在另一個(gè)實(shí)施例中,噴嘴-噴嘴之間可以使用不同的定制脈沖(或其它更復(fù)雜波形)。然而,結(jié)合由圖7A提供的示例,應(yīng)當(dāng)假定期望測(cè)量由特定噴嘴或特定組噴嘴(例如,噴嘴707)產(chǎn)生的液滴體積,其中,液滴從打印頭朝向安裝沉積膜的底板709向下噴射(即,以方向“h”,表示相對(duì)于三維坐標(biāo)系統(tǒng)708的z軸線高度)。如前文提到的,對(duì)于使用來自于許多噴嘴的當(dāng)前液滴沉積的實(shí)施例,目標(biāo)表面有利地固定在相對(duì)于打印頭的已知位置(例如,從而獲知哪些沉積液滴屬于哪個(gè)噴嘴)?!癶”的大小通常在1毫米或更小的量級(jí),且有數(shù)千個(gè)噴嘴(例如,10,000個(gè)噴嘴),其必須使相應(yīng)液滴以這種方式在操作打印機(jī)內(nèi)獨(dú)立地測(cè)量,沉積表面累增地變化或移動(dòng)到將同時(shí)成像和測(cè)量許多液滴(例如,數(shù)十個(gè)至數(shù)百個(gè))的多個(gè)窗口。因而,為了精確地光學(xué)測(cè)量來自于每個(gè)噴嘴的液滴,某些技術(shù)在所公開的實(shí)施例中使用,以相對(duì)于彼此適當(dāng)?shù)囟ㄎ灰旱螠y(cè)量系統(tǒng)701、打印頭組件703或兩者的元件,用于光學(xué)測(cè)量。
在一個(gè)實(shí)施例中,這些技術(shù)使用如下組合:(a)光學(xué)系統(tǒng)(例如,在維度平面713中)的至少一部分的x-y運(yùn)動(dòng)控制(711A),以精確地定位由系統(tǒng)緊鄰要產(chǎn)生液滴以用于光學(xué)標(biāo)定/測(cè)量的任何噴嘴或噴嘴組表示的測(cè)量區(qū)域715;以及(b)在平面下方光學(xué)回收(711B)(例如,從而允許測(cè)量區(qū)域容易放置緊鄰任何噴嘴,盡管大的打印頭表面面積)。因而,在具有大約10,000個(gè)或更多個(gè)打印噴嘴的示例性環(huán)境中,該運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)⒐鈱W(xué)系統(tǒng)的至少一部分定位在打印頭組件的每個(gè)相應(yīng)噴嘴的噴發(fā)路徑附近的(例如)10,000個(gè)左右的分立位置。光學(xué)器件通常進(jìn)行位置調(diào)節(jié),從而精確焦點(diǎn)保持在測(cè)量區(qū)域上,從而捕獲透明膜或其它沉積介質(zhì)上的沉積液滴,如所述的那樣。要注意的是,典型液滴可以是直徑微米的量級(jí),從而光學(xué)設(shè)置通常比較精確,且在打印頭組件和測(cè)量光學(xué)器件/測(cè)量區(qū)域的相對(duì)定位方面具有挑戰(zhàn)。在一些實(shí)施例中,為了有助于該定位,光學(xué)器件(鏡子、棱鏡等等)用于定向源于測(cè)量區(qū)域715的光捕獲路徑,以在維度平面713下方感測(cè),使得測(cè)量光學(xué)器件可以放置靠近測(cè)量區(qū)域,而不干擾光學(xué)系統(tǒng)和打印頭的相對(duì)定位。這允許以不受每個(gè)液滴沉積和成像的毫米量級(jí)沉積高度h或者由處于監(jiān)督下的打印頭占據(jù)的大尺度x和y寬度限制的方式進(jìn)行有效位置控制。任選地,從不同角度入射的獨(dú)立光束可以用于從下方成像膜或沉積表面,或者還可以使用具有分束器的同軸圖像捕獲系統(tǒng)。還可以使用其它光學(xué)測(cè)量技術(shù)。在這些系統(tǒng)的任選方面,運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)711A被任選地和有利地制成為xyz運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),這允許液滴測(cè)量系統(tǒng)的選擇性接合和脫離,而在液滴測(cè)量期間不移動(dòng)打印頭組件。簡(jiǎn)而言之,設(shè)想的是,在具有一個(gè)或多個(gè)大打印頭組件的工業(yè)制造裝置中,為了最大化制造正常運(yùn)行時(shí)間,每個(gè)打印頭組件將不時(shí)地“停駐”在維護(hù)站中以執(zhí)行一個(gè)或更多個(gè)維護(hù)功能;給定打印頭的龐大尺寸和噴嘴的數(shù)量,可期望在打印頭的不同部分上一次執(zhí)行多個(gè)維護(hù)功能。為此,在這種實(shí)施例中,圍繞打印頭移動(dòng)測(cè)量/標(biāo)定裝置可能是有利的,而不是相反的情況。[這于是還允許根據(jù)需要接合其它非光學(xué)維護(hù)過程,例如與其它噴嘴有關(guān)的。]為了利于這些動(dòng)作,打印頭組件可以任選地“停駐”,如所述的,系統(tǒng)識(shí)別是光學(xué)標(biāo)定對(duì)象的噴嘴的特定組或者范圍。一旦打印頭組件或給定打印頭固定,運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)711A就接合以將光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分相對(duì)于“停駐”的打印頭組件移動(dòng),以將測(cè)量區(qū)域715精確地定位在適合于檢測(cè)從一組相應(yīng)噴嘴噴射的液滴的位置;使用z軸線移動(dòng)允許光回收光學(xué)器件從打印頭平面的正下方選擇性地接合,從而利于取代光學(xué)標(biāo)定或者除了光學(xué)標(biāo)定之外的其它維護(hù)操作。可能另有聲明,使用xyz運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)允許液滴測(cè)量系統(tǒng)的選擇性接合,獨(dú)立于在維護(hù)站環(huán)境中使用的其它測(cè)試或測(cè)試裝置。例如,在這種系統(tǒng)中,在打印頭停駐時(shí),打印頭組件的一個(gè)或更多個(gè)打印頭也可以選擇性地更換。要注意的是,并不是所有實(shí)施例都需要該結(jié)構(gòu);其它可選方案也是可能的,例如,其中,僅僅打印頭組件移動(dòng)(或者一個(gè)打印頭移動(dòng))且測(cè)量組件固定,或者其中,打印頭組件不需要停駐。
總的來說,用于液滴測(cè)量的光學(xué)器件將包括光源717、一組任選的光傳輸光學(xué)器件719(在需要時(shí),將光從光源717引導(dǎo)到測(cè)量區(qū)域715)、一個(gè)或更多個(gè)光傳感器721、以及一組回收光學(xué)器件723,將用于測(cè)量液滴的光從測(cè)量區(qū)域715引導(dǎo)到所述一個(gè)或更多個(gè)光傳感器721。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)711A任選地將這些元件中的任一個(gè)或更多個(gè)與底板709一起(例如,與成像區(qū)域一起)以允許過去的液滴測(cè)量光從測(cè)量區(qū)域715引導(dǎo)到平面下位置的方式移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中,光傳輸光學(xué)器件719和/或光回收光學(xué)器件723使用鏡子,其將光沿平行于液滴行進(jìn)的豎直維度引導(dǎo)往/返測(cè)量區(qū)域715,在液滴測(cè)量期間,運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)移動(dòng)作為整體式系統(tǒng)的每個(gè)元件709,717,719,721和723;該設(shè)置具有不需要相對(duì)于測(cè)量區(qū)域715再次標(biāo)定焦點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)。如附圖標(biāo)記711C所示,光傳輸光學(xué)器件也用于任選地供應(yīng)來自于測(cè)量區(qū)域的維度平面713下方的位置的源光,例如,光源717和光傳感器721兩者均從測(cè)量區(qū)域下方引導(dǎo)/收集光,如總體上所示的。如附圖標(biāo)記725和727所示,光學(xué)系統(tǒng)可以任選地包括用于聚焦目的的透鏡以及光檢測(cè)器(例如,對(duì)于不依賴于處理許多像素的“圖像”的非成像技術(shù))。再一次要注意的是,在底板上的z運(yùn)動(dòng)控制的任選使用允許在打印頭組件“停駐”的任何時(shí)間點(diǎn),光學(xué)系統(tǒng)的任選接合和脫離,測(cè)量區(qū)域715精確定位在任何噴嘴組附近。并不是所有實(shí)施例都需要打印頭組件703的這種停駐和光學(xué)系統(tǒng)701的xyz運(yùn)動(dòng)。其它組合和排列也是可能的。
圖7B提供用于一些實(shí)施例的與液滴測(cè)量有關(guān)的過程的流圖。該過程流圖在圖7B中總體上使用附圖標(biāo)記731表示。更具體地,如附圖標(biāo)記733所示,在該特定過程中,打印頭組件首先停駐在例如打印機(jī)或沉積設(shè)備的維護(hù)站(未示出)。液滴測(cè)量裝置然后與打印頭組件接合(735),例如借助于液滴測(cè)量系統(tǒng)的一部分或全部通過從沉積平面下方移動(dòng)到液滴測(cè)量系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)能夠并行地測(cè)量來自于許多噴嘴的液滴的位置而選擇性接合。根據(jù)附圖標(biāo)記737,一個(gè)或更多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)部件相對(duì)于停駐打印頭的該相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以任選地在x,y和z維度執(zhí)行。
如通過參考引入的前述專利申請(qǐng)中所述,甚至單個(gè)噴嘴和相關(guān)噴嘴噴發(fā)驅(qū)動(dòng)波形(即,用于噴射液滴的脈沖或信號(hào)電平)可以產(chǎn)生液滴體積、軌跡、以及從液滴到液滴輕微變化的速度。根據(jù)本文的教導(dǎo),在一個(gè)實(shí)施例中,由附圖標(biāo)記739表示的液滴測(cè)量系統(tǒng)任選地獲得期望參數(shù)的n個(gè)測(cè)量值(每個(gè)液滴),以獲得與該參數(shù)的預(yù)期屬性有關(guān)的統(tǒng)計(jì)置信度。在一個(gè)實(shí)施方式中,測(cè)量參數(shù)可以是體積,而對(duì)于其它實(shí)施方式,測(cè)量參數(shù)可以是飛行速度、飛行軌跡、噴嘴位置誤差(例如,噴嘴弓度)或另一參數(shù),或者多個(gè)這種參數(shù)的組合。在一個(gè)實(shí)施方式中,“n”可以對(duì)每個(gè)噴嘴不同,而在另一個(gè)實(shí)施方式中,“n”可以是對(duì)每個(gè)噴嘴執(zhí)行的測(cè)量的固定數(shù)量(例如,“24”);在又一個(gè)實(shí)施方式中,“n”指的是測(cè)量的最小數(shù)量,從而可以執(zhí)行附加測(cè)量,以動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)參數(shù)的測(cè)量統(tǒng)計(jì)屬性或者改善置信度。顯然,許多變化是可能的。結(jié)合前文所述的系統(tǒng),測(cè)量群組可以即刻構(gòu)建(例如,通過在單個(gè)測(cè)量循環(huán)期間對(duì)給定噴嘴陣列進(jìn)行多個(gè)液滴測(cè)量,即,在不移動(dòng)液滴測(cè)量系統(tǒng)到不同噴嘴組的情況下),或者通過進(jìn)行單個(gè)測(cè)量并通過隨后測(cè)量構(gòu)建測(cè)量群組來構(gòu)建(例如,在測(cè)量隨著時(shí)間的經(jīng)過連續(xù)地旋進(jìn)通過圓形范圍的噴嘴)。
對(duì)于由附圖7B提供的示例,應(yīng)當(dāng)假定液滴體積被測(cè)量,從而獲得表示給定噴嘴的預(yù)期液滴體積的精確平均值和緊密置信度區(qū)間。這允許液滴組合的任選排定(使用多個(gè)噴嘴和/或驅(qū)動(dòng)波形),同時(shí)可靠地保持預(yù)期目標(biāo)周圍的目標(biāo)區(qū)域中的復(fù)合墨填充的分布(即,相對(duì)于液滴平均值的復(fù)合)。如任選過程框741和743所示,設(shè)想的光學(xué)測(cè)量過程理想地允許一次瞬時(shí)或幾乎瞬時(shí)測(cè)量和計(jì)算許多噴嘴的體積(或其它期望參數(shù)),例如使用透明膜和沉積平面下方捕獲(即,來自于膜的與用于沉積的側(cè)面相對(duì)的側(cè)面);借助于這種快速測(cè)量,可以頻繁地和動(dòng)態(tài)地更新體積測(cè)量值,例如以考慮墨屬性(包括粘度和組成材料)、溫度、噴嘴堵塞或老化和其它因素的隨時(shí)間變化?;诖它c(diǎn),例如對(duì)于10,000個(gè)噴嘴的打印頭組件,預(yù)期可以在數(shù)分鐘內(nèi)獲得數(shù)千個(gè)噴嘴中的每個(gè)的大測(cè)量群組,使之可以頻繁地和動(dòng)態(tài)地執(zhí)行液滴測(cè)量。如前文所述,在一個(gè)任選實(shí)施例中,液滴測(cè)量(或其它參數(shù)的測(cè)量,例如軌跡和/或速度)可以作為周期性的間歇性過程執(zhí)行,液滴測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)排定表接合,或者在基底之間(例如,在基底被裝載或卸載時(shí)),或者相對(duì)于其它組件和/或其它打印頭維護(hù)過程堆疊,以在許多測(cè)量間隔內(nèi)有效地收集許多數(shù)據(jù)點(diǎn)(從而構(gòu)建表示每個(gè)噴嘴的統(tǒng)計(jì)分布)。要注意的是,對(duì)于允許以每個(gè)噴嘴特定的方式使用可選噴嘴驅(qū)動(dòng)波形的實(shí)施例,這種快速測(cè)量系統(tǒng)利于排定的掃描路徑調(diào)節(jié)、噴嘴認(rèn)證/取消認(rèn)證,以及由各個(gè)噴嘴-波形配對(duì)產(chǎn)生的液滴的排定液滴組合,如前文和通過參考引入的前述專利申請(qǐng)中提及的。根據(jù)附圖標(biāo)記745和747,通過以好于0.01 pL的精度測(cè)量預(yù)期液滴體積,可以排定非常精確的液滴使用,其中,液滴使用也可以排定到(理想地)0.01 pL的分辨率,其中,在一個(gè)實(shí)施例中,測(cè)量誤差有效地減少,從而提供相對(duì)于許可液滴體積的3σ置信度(或者其它統(tǒng)計(jì)度量,例如4σ、5σ、6σ等)。對(duì)于沉積位置和/或速度和/或噴嘴弓度同樣如此。例如,通過以好于1微米(或另一距離度量)的精度測(cè)量預(yù)期位置,可以提供非常精確的沉積;預(yù)期位置可以測(cè)量到特定笛卡爾點(diǎn)和圍繞這種點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差(或者例如4σ、5σ、6σ跨度)的范圍。一旦對(duì)于各個(gè)液滴獲取足夠的測(cè)量值,涉及那些液滴的組合的填充可以以可能最有效的方式被評(píng)估和用于排定打印(748)。如分離線749所示,液滴測(cè)量可以在有效的“在線”打印過程和“離線”測(cè)量和標(biāo)定過程之間間歇性來回切換的情況下執(zhí)行;要注意的是,為了最小化制造系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間,這種測(cè)量通常在打印機(jī)具有其它過程任務(wù)時(shí)執(zhí)行,例如在基底裝載和卸載期間。根據(jù)附圖標(biāo)記751,在一個(gè)實(shí)施例中,透明膜或帶可以特定地選擇(或處理),從而對(duì)處于分析下的特定墨優(yōu)化液滴屬性的捕獲(即,給定該墨的化學(xué)或流體屬性),用于利于圖像捕獲和/或分析的目的。例如,在一些應(yīng)用中,墨是單體,隨后將通過紫外線光固化過程固化以變成聚合物;為了利于液滴屬性的捕獲,透明膜可以被選擇從而具有物理、顏色、吸收性、固定、固化或其它屬性,從而提高這種材料可以通過圖像捕獲系統(tǒng)分析的精度。最后,根據(jù)附圖標(biāo)記753,膜(帶)或液滴測(cè)量系統(tǒng)作為整個(gè)(或兩者)可以設(shè)計(jì)用于模塊化更換,從而最小化測(cè)量系統(tǒng)和打印系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間。
在打印期間,可以以滾動(dòng)的基礎(chǔ)執(zhí)行噴嘴(和噴嘴-波形)測(cè)量,在每個(gè)插入基底打印操作之間的情況下旋進(jìn)通過噴嘴范圍。不管是接合以重新測(cè)量所有噴嘴,還是以這種滾動(dòng)的基礎(chǔ),圖7B的相同基本過程都可以用于測(cè)量。為此,當(dāng)液滴測(cè)量裝置接合用于新測(cè)量時(shí)(緊接在前一測(cè)量之后或者緊接在基底打印操作之后),系統(tǒng)軟件裝載識(shí)別要進(jìn)行測(cè)量的下一噴嘴組的指針(例如,對(duì)于第二打印頭,“在噴嘴2,312處具有左上角的噴嘴窗口”)。在初次測(cè)量的情況下(例如,響應(yīng)于新打印頭的安裝,或最近啟動(dòng),或者定期過程如日常測(cè)量過程),指針將指向打印頭的第一噴嘴,例如,“噴嘴2,001”。該噴嘴與特定成像網(wǎng)格進(jìn)入有關(guān),或者從存儲(chǔ)器查詢。系統(tǒng)使用提供的地址以將液滴測(cè)量系統(tǒng)(例如,前文參考的測(cè)量區(qū)域)移動(dòng)到與預(yù)期噴嘴位置相對(duì)應(yīng)的位置。要注意的是,在典型系統(tǒng)中,與該移動(dòng)有關(guān)的機(jī)械投射非常精確,即,大約微米分辨率。此時(shí),系統(tǒng)任選地圍繞預(yù)期微米分辨率位置搜索噴嘴位置,且找到噴嘴并基于打印頭圖像分析而定中其位置,在從估計(jì)網(wǎng)格位置的小微米級(jí)距離內(nèi)。例如,Z形、螺旋形或其它搜索圖案可以用于圍繞預(yù)期位置搜索相對(duì)于期望組具有預(yù)定位置關(guān)系的噴嘴或基準(zhǔn)點(diǎn)。噴嘴之間的典型節(jié)距距離可能是250微米量級(jí),而噴嘴直徑可能是10-20微米量級(jí)。
圖7C提供與噴嘴認(rèn)證有關(guān)的流程圖。在一個(gè)實(shí)施例中,液滴測(cè)量被執(zhí)行以產(chǎn)生用于每個(gè)噴嘴和應(yīng)用于任何給定噴嘴的每個(gè)波形、用于液滴體積、速度和軌跡中的任一個(gè)和/或每個(gè)的統(tǒng)計(jì)模型(例如,分布和平均值)。因而,例如,如果對(duì)于12個(gè)噴嘴中的每個(gè)有兩個(gè)波形選擇,有高達(dá)24個(gè)波形-噴嘴組合或配對(duì);在一個(gè)實(shí)施例中,足以產(chǎn)生穩(wěn)固統(tǒng)計(jì)模型的每個(gè)參數(shù)(例如,體積)的測(cè)量值對(duì)于每個(gè)噴嘴或波形-噴嘴配對(duì)獲得。要注意的是,盡管排定,構(gòu)思上可能的是,給定噴嘴或噴嘴-波形配對(duì)可產(chǎn)生特別寬的分布,或者足夠異常的平均值,應(yīng)當(dāng)特定處理。在一個(gè)實(shí)施例中應(yīng)用的這種特定處理構(gòu)思上由圖7C表示。
更具體地,總體方法使用附圖標(biāo)記781表示。由液滴測(cè)量裝置產(chǎn)生的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器785中,以便稍后使用。在方法781的應(yīng)用期間,該數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器取回,且用于每個(gè)噴嘴或噴嘴-波形配對(duì)的數(shù)據(jù)被提取和獨(dú)立處理(783)。在一個(gè)實(shí)施例中,對(duì)要認(rèn)證的每個(gè)變量構(gòu)建正態(tài)隨機(jī)分布,如平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和測(cè)量液滴數(shù)量(n)所述,或者使用等價(jià)度量。要注意的是,可以使用其它分布格式(例如,學(xué)生T分布、泊松分布等等)。測(cè)量參數(shù)與一個(gè)或更多個(gè)范圍進(jìn)行比較(787)以確定相關(guān)液滴在實(shí)踐中是否可以使用。在一個(gè)實(shí)施例中,應(yīng)用至少一個(gè)范圍以取消液滴使用(例如,如果液滴相對(duì)于期望目標(biāo)具有足夠大或小的體積,那么可以從短期使用排除該噴嘴或噴嘴-波形配對(duì))。為了提供示例,如果期望10.00 pL液滴,那么與偏離該目標(biāo)超過例如1.5%(例如,<9.85pL或>10.15pL)的液滴平均值有關(guān)的噴嘴或噴嘴-波形可以排除使用。還可以使用或者取而代之使用范圍、標(biāo)準(zhǔn)偏差、差異或其它跨度度量。例如,如果期望具有帶有窄分布(例如,3σ<平均值的1.005%)的液滴統(tǒng)計(jì)模型,那么測(cè)量值不滿足該標(biāo)準(zhǔn)的液滴可以排除。還可以使用考慮多個(gè)因素的復(fù)雜/復(fù)合標(biāo)準(zhǔn)組。例如,異常平均值與非常窄的跨度組合可能是行的,例如,如果偏離測(cè)量(例如,異常)平均值μ的跨度(例如,3σ)在1.005%內(nèi),那么可以使用相關(guān)液滴。例如,如果期望使用具有10.00pL ±0.1p內(nèi)的3σ 體積的液滴,那么可以排除產(chǎn)生 9.96pL平均值 和±0.8pL 3σ值的噴嘴-波形配對(duì),但是產(chǎn)生 9.93pL平均值 和±0.3pL 3σ值的噴嘴-波形配對(duì)可能是可接受的。顯然,根據(jù)任何期望廢棄/異常標(biāo)準(zhǔn)(789),許多可能方案是可能的。要注意的是,該相同類型的處理可以應(yīng)用于每個(gè)液滴的飛行角度和速度,即,預(yù)期每個(gè)噴嘴-波形配對(duì)的飛行角度和速度將展現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分布,且根據(jù)從液滴測(cè)量裝置獲取的測(cè)量值和統(tǒng)計(jì)模型,可以排除一些液滴。例如,在正常值5%之外的平均速度或飛行軌跡或者速度變化在特定目標(biāo)之外的液滴可以假設(shè)排除使用。不同范圍和/或評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)可以應(yīng)用于被測(cè)量且由存儲(chǔ)器785提供的每個(gè)液滴參數(shù)。
要注意的是,取決于廢棄/異常標(biāo)準(zhǔn)789,液滴(和噴嘴-波形組合)可以以不同的方式處理和/或處置。例如,不滿足期望標(biāo)準(zhǔn)的特定液滴可以被廢棄(791),如所述的??蛇x地,對(duì)于特定噴嘴-波形配對(duì)的下一個(gè)測(cè)量循環(huán),可以選擇性地執(zhí)行附加測(cè)量;作為示例,如果統(tǒng)計(jì)分布太寬,那么可以特意地執(zhí)行該特定噴嘴-波形配對(duì)的附加測(cè)量,從而通過附加測(cè)量改進(jìn)統(tǒng)計(jì)分布的緊密性(例如,差和標(biāo)準(zhǔn)偏差取決于測(cè)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量)。根據(jù)附圖標(biāo)記793,還可以調(diào)節(jié)噴嘴驅(qū)動(dòng)波形,例如以使用較高或較低電壓電平(例如,以提供更大或更小的速度或更一致的飛行角度),或者整形波形從而提供滿足指定標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)后噴嘴-波形配對(duì)。根據(jù)附圖標(biāo)記794,波形的定時(shí)也可以調(diào)節(jié)(例如,以補(bǔ)償與特定噴嘴-波形配對(duì)有關(guān)的異常平均速度)。作為示例(如前文提及的),慢液滴可以相對(duì)于其它噴嘴以更早的時(shí)間噴發(fā),快液滴可以在時(shí)間上稍后噴發(fā),以補(bǔ)償更快的飛行時(shí)間。許多這種可選方案是可能的。最后,根據(jù)附圖標(biāo)記795,任何調(diào)節(jié)參數(shù)(例如,噴發(fā)時(shí)間、波形電壓電平或形狀)可以被存儲(chǔ),且任選地,如果期望,調(diào)節(jié)參數(shù)可以被應(yīng)用以再次測(cè)量一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)液滴。在每個(gè)噴嘴-波形配對(duì)(修正或者以其它方式)被認(rèn)證(通過或者放棄)后,方法然后前進(jìn)到下一個(gè)噴嘴-波形配對(duì),根據(jù)附圖標(biāo)記797。
上文所述的策略還可以用于測(cè)量噴嘴弓度(當(dāng)然,以基于此認(rèn)證或取消認(rèn)證噴嘴)。這就是說,作為示例,如果假定沉積液滴群組源自于單個(gè)共同精確噴嘴位置,但是在垂直于基底掃描運(yùn)動(dòng)的方向偏心地聚集,所討論的噴嘴可能相對(duì)于同一行或列中的其它噴嘴偏移。這種異??蓪?dǎo)致在排定液滴精確組合時(shí)可以考慮的理想化液滴噴發(fā)偏差,即,任何這種“弓度”或獨(dú)立噴嘴偏移被存儲(chǔ)和使用以認(rèn)證/取消認(rèn)證噴嘴或者作為打印掃描排定的一部分,如前文所述,打印系統(tǒng)以排定方式使用每個(gè)獨(dú)立噴嘴的差異,而不是平均那些差異。在任選變化中,相同技術(shù)可以用于確定沿打印頭掃描方向(即,快速打印軸線)的不規(guī)則噴嘴間距,但是對(duì)于所示實(shí)施例,任何這種誤差都被包括以校正液滴速度偏差(例如,任何這種間距誤差可以通過調(diào)節(jié)噴嘴速度校正,例如,通過對(duì)用于特定噴嘴的驅(qū)動(dòng)波形的微小變化實(shí)現(xiàn))。為了確定產(chǎn)生液滴群組的噴嘴的橫向掃描軸線弓度,相應(yīng)軌跡與同一噴嘴的其它測(cè)量軌跡有效地相反繪制(reverse plotted)(或者以其它方式數(shù)學(xué)地應(yīng)用),且用于識(shí)別監(jiān)督下的特定噴嘴的平均橫向掃描軸線位置。該位置可以從這種噴嘴的預(yù)期位置偏移,這可以是噴嘴弓度的證據(jù)。
如前文所述且如該討論所暗示的,一個(gè)實(shí)施例針對(duì)每個(gè)噴嘴對(duì)于被測(cè)量的每個(gè)參數(shù)構(gòu)建統(tǒng)計(jì)分布,例如體積、速度、軌跡、噴嘴弓度和可能其它參數(shù)。作為這些統(tǒng)計(jì)過程的一部分,各個(gè)測(cè)量值可以被扔掉或者用于識(shí)別誤差。為了列舉若干示例,如果獲得的液滴測(cè)量值具有的值距相同噴嘴的其它測(cè)量值移開過遠(yuǎn),該測(cè)量值可表示噴發(fā)或測(cè)量誤差;在一個(gè)實(shí)施方式中,如果偏離點(diǎn)超過統(tǒng)計(jì)誤差參數(shù),系統(tǒng)廢棄該測(cè)量值。如果根本沒看到液滴,這可能是液滴測(cè)量系統(tǒng)處于錯(cuò)誤噴嘴(錯(cuò)誤位置)的證據(jù),或者具有噴發(fā)波形誤差,或者監(jiān)督下的噴嘴不可操作。誤差處置過程可以用于進(jìn)行合適調(diào)節(jié),包括根據(jù)需要進(jìn)行任何新或附加測(cè)量。
要注意的是,雖然圖7A-C未單獨(dú)標(biāo)出,但是所示測(cè)量過程通常對(duì)可用于與每個(gè)噴嘴一起使用的每個(gè)可選波形執(zhí)行。例如,如果每個(gè)噴嘴具有可以選擇的四個(gè)不同壓電驅(qū)動(dòng)波形,測(cè)量過程通??蓪?duì)每組噴嘴重復(fù)4次;如果特定實(shí)施方式需要基于每個(gè)波形的24個(gè)液滴構(gòu)建統(tǒng)計(jì)分布,那么對(duì)一個(gè)噴嘴可能有96個(gè)這樣的測(cè)量值(四個(gè)波形中每個(gè)24個(gè),每個(gè)測(cè)量值用于產(chǎn)生液滴速度、軌跡和體積中的每個(gè)以及估計(jì)噴嘴位置(例如,為了評(píng)估噴嘴弓度的目的)的統(tǒng)計(jì)平均值和跨度度量)。在一個(gè)設(shè)想實(shí)施例中,任何數(shù)量的波形可以成形或以其它方式產(chǎn)生,系統(tǒng)測(cè)量與一個(gè)或更多個(gè)預(yù)先選定波形有關(guān)的液滴參數(shù),且然后存儲(chǔ)這些參數(shù),以用于在打印和/或打印排定中稍后使用。這些參數(shù)還可以用于確定是保持(和存儲(chǔ))波形用于打?。ɡ纾鳛榭赡懿ㄐ蔚念A(yù)先選定組的一部分),還是選擇不同波形且測(cè)量該波形的參數(shù)。
通過使用精確機(jī)械系統(tǒng)和液滴測(cè)量技術(shù),所公開技術(shù)允許各個(gè)噴嘴特性的非常高精度測(cè)量,包括每個(gè)所述參數(shù)(例如,體積、速度、軌跡、噴嘴位置和其它參數(shù))的平均液滴度量。應(yīng)當(dāng)理解的是,所述技術(shù)利于制造過程的高一致性程度,尤其是OLED裝置制造過程,因而提高可靠性。通過提供控制效率,尤其是關(guān)于液滴測(cè)量的速度和這種測(cè)量以被計(jì)算以減少總體系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間的方式相對(duì)于其它系統(tǒng)過程的堆疊,上文所述的教導(dǎo)有助于提供設(shè)計(jì)成提供制造過程靈活性和精度兩者的更快、更便宜制造過程。
圖8A示出了在工業(yè)制造設(shè)備(例如,與這種設(shè)備中的打印機(jī)有關(guān))801內(nèi)的典型布局的橫截面圖。更具體地,打印被看到在打印封閉腔室803內(nèi)執(zhí)行,從而環(huán)境氣氛可以被控制(“受控氣氛”);這種控制通常被執(zhí)行以排除不想要的顆粒,或者以其它方式在特定氣體成分(例如,氮?dú)?、稀有氣體等)存在時(shí)執(zhí)行打印??偟膩碚f,基底813通常使用氣氛緩沖腔室(未示出)引入打印機(jī)中,且使用機(jī)械操控器輸送到懸浮支撐臺(tái)815,其還將基底適當(dāng)?shù)貙?duì)齊,以經(jīng)由檢測(cè)基底上的一個(gè)或更多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)(這些基準(zhǔn)點(diǎn)和用于檢測(cè)精確基底位置的照相機(jī)或其它光學(xué)檢測(cè)器在圖8A中未示出)來打印。打印使用打印頭組件807執(zhí)行,打印頭組件807沿著行進(jìn)器811以“緩慢打印軸線”的方向前后移動(dòng)(如箭頭809所示)。打印頭組件807示出為單個(gè)物體,但是可以是安裝多個(gè)打印頭(例如,6、10或其它數(shù)量)的復(fù)雜組件,每一個(gè)具有數(shù)百至數(shù)千個(gè)打印噴嘴(例如,每個(gè)2000個(gè)噴嘴)。打印頭組件807在精確位置點(diǎn)將液體墨沉積到基底813上至精確厚度,其中,墨包括將形成要在基底813上制造的一個(gè)或更多個(gè)產(chǎn)品的永久性層的材料。例如,這種材料可以是有機(jī)或無機(jī)材料、導(dǎo)體或絕緣體、塑料、金屬、或一些其它類型的材料。在典型應(yīng)用中,基底813多于1米寬和若干米長(zhǎng),且用于同時(shí)制造在基底上排列的多個(gè)OLED顯示器;每層作為整體打印過程的一部分跨過所有這種“子面板”(即,跨過多個(gè)這種制造中的顯示器)沉積,各個(gè)顯示器最終從基底經(jīng)由另一過程切割。每個(gè)打印過程可以沉積不同的墨至特定厚度,例如,導(dǎo)體、絕緣體、發(fā)光元件、半導(dǎo)體材料、封裝件等等,使用特定層專用的打印指令。在組裝線過程,可以有設(shè)置在不同位置或者在相繼不同沉積過程中使用的多個(gè)打印機(jī)。對(duì)于OLED材料,墨沉積用于特定層,在沉積之后,基底從腔室移開,且移動(dòng)到固化腔室(未示出),其中,沉積的墨可以固化、干燥、加熱或以其它方式處理以賦予沉積材料永久性。要注意的是,所示設(shè)置表示“分立軸線”打印機(jī),即,懸浮臺(tái)815和相關(guān)操控器(未示出)沿Y軸825的方向?qū)⒒滓苿?dòng)進(jìn)出繪圖頁面,在附圖右下部附近的維度標(biāo)記823處看到。
為了執(zhí)行液滴測(cè)量,打印頭組件807選擇性地移動(dòng)到正常打印區(qū)域之外至可以停駐在維護(hù)站中的點(diǎn),通常與第二封閉環(huán)境805有關(guān)。該第二環(huán)境是任選的,但是是有利的以允許在不必通風(fēng)打印封閉腔室803的情況下進(jìn)行檢查、打印頭替換和其它維護(hù)形式。為了停駐打印頭組件807,組件移動(dòng)到總體上在圖左側(cè)看到的位置,且然后豎直移動(dòng)以便將打印頭組件807相對(duì)于第二封閉環(huán)境的腔室密封,由虛線位置819表示。在該“停駐”位置,液滴測(cè)量系統(tǒng)817可以被控制(例如,以三個(gè)維度)以選擇性地輸送測(cè)量區(qū)域,以模擬任何期望噴嘴區(qū)域附近的基底沉積高度。
要注意的是,如上文所參考的,在典型應(yīng)用中,期望盡可能多地保持制造設(shè)備801“在線”和處于使用中。為此,不是在設(shè)備801可以用于打?。ê陀糜诋a(chǎn)品制造)時(shí)的時(shí)間執(zhí)行液滴測(cè)量,在一個(gè)實(shí)施例,測(cè)量和打印是“乒乓式的”(ping-ponged),即,每當(dāng)基底(例如,813)裝載或卸載時(shí),在打印操作之間的時(shí)間間隔期間,打印頭組件807移動(dòng)到維護(hù)站且部分地標(biāo)定(例如,關(guān)于打印噴嘴和/或打印噴嘴-波形的滾動(dòng)子組),以便構(gòu)建每個(gè)噴嘴的穩(wěn)固測(cè)量值組,更新至當(dāng)前,且以產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)材料群組的方式保持,如前文所述。要注意的是,這些特征中的任一個(gè)可以認(rèn)為是任選的,且對(duì)于實(shí)踐所公開技術(shù)不是必要的。
圖8B提供沿圖8A的線B-B獲取的可能在沉積過程期間出現(xiàn)的基底和打印機(jī)的平面圖。打印封閉腔室再一次總的由附圖標(biāo)記803表示,而用于液滴測(cè)量的第二封閉環(huán)境總的由附圖標(biāo)記805表示。在打印封閉腔室內(nèi),要打印的基底再一次總的由附圖標(biāo)記813表示,用于輸送基底的支撐臺(tái)總的由附圖標(biāo)記815表示。總的來說,基底的任何xy坐標(biāo)通過移動(dòng)組合來達(dá)到,包括基底通過支撐臺(tái)(例如,使用懸浮支撐件,如附圖標(biāo)記857所示)的x和y維度移動(dòng)且使用一個(gè)或更多個(gè)打印頭807沿行進(jìn)器811的“緩慢軸線”x維度移動(dòng),如總的由箭頭809所示。如所述的,懸浮臺(tái)和基底操控基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)用于根據(jù)需要在打印期間沿一個(gè)或更多個(gè)“快速軸線”移動(dòng)基底。打印頭被看到具有多個(gè)噴嘴865,其中每個(gè)通過從打印圖像獲得的噴發(fā)模式獨(dú)立地控制(例如,以在打印頭從左向右沿“緩慢軸線”移動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)與打印機(jī)網(wǎng)格點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的列的打印,且反之亦然);要注意的是,雖然僅僅若干打印噴嘴在圖中圖形示出,實(shí)踐中,有以許多列和行設(shè)置的數(shù)百至數(shù)千個(gè)這樣的噴嘴。在所述一個(gè)或更多個(gè)打印頭和基底之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在快速軸線(即,y軸線)的方向提供的情況下,打印描述了通常跟隨打印機(jī)網(wǎng)格點(diǎn)的各行的長(zhǎng)條(swath)。打印頭組件還可以任選地被旋轉(zhuǎn)或者以其它方式調(diào)節(jié),以改變有效噴嘴間距,根據(jù)附圖標(biāo)記867。要注意的是,多個(gè)這樣的打印頭可以一起使用,根據(jù)需要在相對(duì)于彼此有x維度、y維度和/或z維度偏移的情況下定向(參見圖8B中的軸線圖例823)。打印操作繼續(xù),直到整個(gè)目標(biāo)區(qū)域(和任何邊界區(qū)域)已經(jīng)根據(jù)需要用墨打印,相對(duì)打印頭組件/基底運(yùn)動(dòng)由所示輸送方向857的豎直要素表示。在沉積足夠量的墨之后,基底完成,例如經(jīng)由使用紫外線(UV)或其它固化或硬化過程,其從液體墨形成永久性層。如前文所述,當(dāng)基底被裝載或卸載用于打印時(shí),打印頭移動(dòng)到維護(hù)站且密封到第二封閉環(huán)境805。實(shí)踐中,所提到的該第二封閉環(huán)境被制成為打印封閉腔室803的子組,從而打印頭可以在不必整體地通風(fēng)打印封閉腔室的情況下更換。在第二封閉環(huán)境805內(nèi),液滴測(cè)量系統(tǒng)817(以虛線看到位于行進(jìn)器811下方)被選擇性地接合(同樣,有利地使用液滴測(cè)量系統(tǒng)的三維鉸接,作為整體,例如其底板),用于前文參考的測(cè)量。
圖9提供了圖示測(cè)量液滴位置相對(duì)于許多噴嘴中每個(gè)的那些液滴預(yù)期的位置的圖表。更具體地,圖表總體上由附圖標(biāo)記901表示,且示出了一組大約40個(gè)噴嘴。應(yīng)當(dāng)假定圖表901表示圖像數(shù)據(jù),例如如上文參考圖6A-C中所述被處理,以獲得相對(duì)于對(duì)應(yīng)預(yù)期位置(即,例如位置904)的測(cè)量液滴位置(即,例如位置903)。相對(duì)于圖9應(yīng)當(dāng)注意多個(gè)特征。第一,噴嘴被看到以位置稍微錯(cuò)位的噴嘴行設(shè)置,如圖形905所示;該特征允許液滴的非常精確間距,例如同時(shí)制造公差使得噴嘴在橫向-掃描方向定位分開幾百微米,從一行到另一行稍微錯(cuò)位允許可選噴嘴使用(例如,與位置906相對(duì)應(yīng)的噴嘴相對(duì)于與位置907相對(duì)應(yīng)的噴嘴,這允許在基底上任何期望位置非常緊密放置液滴,例如在20微米或更少內(nèi)。第二,圖表901間接地強(qiáng)調(diào)由液滴測(cè)量系統(tǒng)相對(duì)于打印頭位置標(biāo)定提供的益處,例如,系統(tǒng)準(zhǔn)確地知道哪個(gè)噴嘴與位置903和預(yù)期位置904相對(duì)應(yīng)是重要的,從而能夠?qū)⑷魏螠y(cè)量數(shù)據(jù)(和任何噴嘴認(rèn)證或調(diào)節(jié))與正確的噴嘴匹配。通過圖像處理,精確位置偏移可以對(duì)每個(gè)噴嘴確定,且被考慮到噴嘴認(rèn)證和打印排定中。最終,再一次注意到,使用透明膜可能允許圖像捕獲不僅沉積液滴,還有噴嘴(例如,通過透明膜捕獲),從而利于通過軟件執(zhí)行距離分析。這不是所有實(shí)施例都需要的,例如,通過理解膜的捕獲圖像如何與噴嘴板位置相對(duì)應(yīng),軟件也可以容易地相對(duì)于捕獲圖像推出噴嘴位置,且基于此計(jì)算位置偏移。在圖9的上下文中,在一個(gè)實(shí)施例中附圖標(biāo)記904表示圖像噴嘴位置,測(cè)量位置903和位置904之間的任何偏差表示液滴速度和/或弓度。此外,雖然圖9表示液滴相對(duì)于預(yù)期液滴位置的位置偏移,類似分析也可以用于測(cè)量液滴體積,例如通過將液滴顏色(例如,灰度值)、液滴直徑或捕獲圖像的其它特征與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,且由此計(jì)算液滴體積。通過使用每個(gè)噴嘴或噴嘴-波形配對(duì)的重復(fù)、附加測(cè)量值,系統(tǒng)可以容易地在每個(gè)噴嘴或每個(gè)噴嘴-波形的基礎(chǔ)上構(gòu)建任何期望液滴參數(shù)的分布。
圖10示出了與從捕獲圖像確定液滴體積有關(guān)的流程圖1001。根據(jù)附圖標(biāo)記1003,表示由噴嘴陣列產(chǎn)生的液滴的捕獲圖像首先從存儲(chǔ)器取回。根據(jù)附圖標(biāo)記1005,該圖像然后適當(dāng)?shù)貫V波,以分割僅僅感興趣的液滴(例如,根據(jù)沉積介質(zhì)上的厚度或墨濃度改變顏色強(qiáng)度)。要注意的是,這種濾波圖像可以是被執(zhí)行以從單個(gè)圖像測(cè)量特定參數(shù)的第一、第二、第三或其它階段濾波(例如,其它階段可以用于計(jì)算距離、位置、偏移等等,用于液滴速度、位置、噴嘴位置等等)。根據(jù)附圖標(biāo)記1007,任何顏色色調(diào)然后被處理以將色調(diào)與墨厚度或密度相關(guān);例如,如果沉積的墨具有稍微微紅的色澤,那么圖像的“更紅的”部分將通常表示更大的厚度。要注意的是,對(duì)于從每個(gè)噴嘴一次沉積多個(gè)液滴的實(shí)施例,可以有重疊的多個(gè)可見液滴,且厚度處理1007優(yōu)選考慮此,從而分割任何獨(dú)立液滴;這并不是對(duì)于所有實(shí)施例都需要的,例如,如果已知例如5個(gè)液滴已經(jīng)沉積,計(jì)算總體體積并除以5就足夠了。根據(jù)附圖標(biāo)記1009,沉積半徑然后如前文參考那樣計(jì)算(或者總計(jì)墨覆蓋范圍),且與獲得的厚度度量一起使用,以計(jì)算總的沉積墨。重要的是,用作沉積表面的透明膜理想地固定沉積墨,且因而可能不同于有效打印中使用的實(shí)際沉積表面(例如,玻璃基底);因而如附圖標(biāo)記1008所示,沉積材料特定的存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)被取回且與厚度處理、體積計(jì)算1011或兩者一起使用,以獲得正確的液滴體積估計(jì)值。最后,測(cè)量數(shù)據(jù)根據(jù)附圖標(biāo)記1013存儲(chǔ),且任何計(jì)算的每個(gè)噴嘴或每個(gè)噴嘴-波形分布(例如,平均值和跨度)被更新,以用于打印或掃描排定。要注意的是,與標(biāo)準(zhǔn)值的模擬比較和原始數(shù)值(或偏移)計(jì)算可以應(yīng)用于適合于特定應(yīng)用的除了體積之外的許多其它參數(shù)。
回憶上文介紹的各個(gè)技術(shù)和考慮,制造過程可以被執(zhí)行以快速地和以低的每個(gè)系統(tǒng)成本大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)品。通過提供快速的可重復(fù)打印技術(shù),相信打印可以顯著地改進(jìn),例如,將每層的打印時(shí)間減少至沒有上述技術(shù)所需的時(shí)間的一小部分。同樣,返回大HD電視顯示器的示例,相信對(duì)于大基底(例如,8.5代基底,大約220 cm×250 cm),每個(gè)顏色分量層可以在180秒或者更少時(shí)間內(nèi)(或甚至90秒或者更少時(shí)間)準(zhǔn)確地和可靠地打印,表示顯著的過程改進(jìn)。改進(jìn)打印的效率和質(zhì)量鋪平了顯著降低生產(chǎn)大HD電視顯示器的成本的道路,因而較低的終端消費(fèi)者成本。如前文所述,雖然顯示器制造(和具體地OLED制造)是本文介紹的技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用,但是這些技術(shù)可以應(yīng)用于寬范圍的各種過程、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、軟件、制造設(shè)備和終端裝置,且不限于顯示器面板。
在前述描述和附圖中,闡述特定術(shù)語和附圖標(biāo)記是為了提供公開實(shí)施例的透徹理解。在某些情況下,術(shù)語和附圖標(biāo)記可暗示實(shí)踐那些實(shí)施例所不需要的特定細(xì)節(jié)。術(shù)語“示例性”和“實(shí)施例”用來表示示例而不是偏好或要求。
如所指示的,在不脫離本公開的更寬泛精神和范圍的情況下可對(duì)本文中提出的實(shí)施例進(jìn)行各種修改和改變。例如,可至少在切合實(shí)際的情況下與任何其它實(shí)施例相組合或者代替其對(duì)等物特征或方面而應(yīng)用任何實(shí)施例的特征或方面。因此例如并非在每個(gè)圖中都示出了所有特征,并且例如應(yīng)將根據(jù)一個(gè)圖的實(shí)施例示出的特征或技術(shù)假設(shè)為可選地可用作任何其它圖或?qū)嵤├奶卣鞯脑鼗蚪M合,即使在本說明書中并未具體地指明。因此,應(yīng)在說明性而不是限制性意義上考慮本說明書和附圖。